Question

2005年10月5日，瑞典皇家科學(xué)院將本年度諾貝爾化學(xué)獎授予法國化學(xué)家伊夫?肖萬、美國化學(xué)家羅伯特?格拉布和理查德?施羅克，以表彰他們在烯烴復(fù)分解反應(yīng)研究領(lǐng)域作出的貢獻．烯烴復(fù)分解反應(yīng)是有機化學(xué)中最重要也是最有用的反應(yīng)之一，烯烴復(fù)分解反應(yīng)已被廣泛應(yīng)用在化學(xué)工業(yè)，尤其是制藥業(yè)和塑料工業(yè)從中受益無窮．
早在1970年，法國化學(xué)家伊夫?肖萬就已經(jīng)詳細地從理論上解釋了烯烴復(fù)分解反應(yīng)是如何進行的，并且列舉了促進這種反應(yīng)的催化劑的物質(zhì)成分．1990年，肖萬的理論第一次被理查德?施羅克應(yīng)用在實踐中并制造出效果優(yōu)良的催化劑，兩年后，羅伯特?格拉布又發(fā)展了施羅克的成果，制造出在空氣中更穩(wěn)定的催化劑．
在頒獎儀式上，評委會主席佩爾?阿爾伯格將烯烴復(fù)分解反應(yīng)描述為“交換舞伴的舞蹈”．他親自走出講臺，邀請身邊的皇家科學(xué)院教授和兩位女工作人員一起在會場中央為大家表演烯烴復(fù)分解反應(yīng)的含義．最初兩位男士是一對舞伴，兩位女士是一對舞伴，在“加催化劑”的喊聲中，他們交叉換位，轉(zhuǎn)換為兩對男女舞伴，在場記者隨即發(fā)出了笑聲．
（1）．催化劑在化工生產(chǎn)過程中有著重要作用，有的反應(yīng)如果沒有催化劑就不能進行，大多數(shù)化工生產(chǎn)都有催化劑的參與．CuSO₄溶液對過氧化氫的分解具有催化作用．有同學(xué)猜想其他鹽溶液也能在這個反應(yīng)中起同樣的作用，于是他們做了以下的探究．
①請你幫助他們完成實驗報告：

實驗過程	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
在一支試管中加入5mL5%的H2O2溶液，然后滴入適量的FeCl3溶液，把帶火星的木條伸入試管．	試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃	FeCl3溶液可以催化分解H2O2

②已知FeCl₃在水中可解離出Fe³⁺和Cl^-，同學(xué)們提出以下猜想：
甲同學(xué)的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同學(xué)的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同學(xué)的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-．
你認(rèn)為最不可能的是

甲

 同學(xué)的猜想，理由是

因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑

．
③同學(xué)們對余下的兩個猜想，用實驗進行了探究．請你仔細分析后填表：

實驗過程	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量 的HCl，并把帶火星的木條伸入試管．	無明顯現(xiàn)象	起催化作用的不是Cl-
向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量 的 Fe（NO3）3溶液 ，并把帶火星的木條伸入試管．	試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃	起催化作用的是Fe3+

（2）復(fù)分解反應(yīng)是我們學(xué)過的化學(xué)基本反應(yīng)類型之一．
①下列化學(xué)反應(yīng)中，屬于復(fù)分解反應(yīng)的是

D

A、2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O 
B、2KMnO4

△ .

.

K2MnO4+MnO2+O2↑
C、Fe2O3+3CO

高溫 .

.

2Fe+3CO2
D、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂+H₂0
②科學(xué)家將復(fù)分解反應(yīng)描述為“交換舞伴的舞蹈”，并表演了其含義．我們也可以用符號表達式來表示復(fù)分解反應(yīng)，請補全下式：AB+CD→

AD+CB

．
③你想過復(fù)分解反應(yīng)為什么能夠發(fā)生嗎？這是因為在這些反應(yīng)物中含有一些“特殊”的陰、陽離子，它們能相互結(jié)合．如反應(yīng)BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl中，實際參加反應(yīng)的離子是Ba²⁺和SO₄^2-，而Cl^-、Na⁺則是“旁觀者”，并沒有參加反應(yīng)．請你分析反應(yīng)Ba（OH）₂+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+2H₂O中實際參加反應(yīng)的離子是

OH^-、H⁺

．
④請根據(jù)你的想象，在圖右邊的容器中畫出體現(xiàn)NaOH溶液和稀HCl反應(yīng)產(chǎn)物的示意圖．
（3）從三位科學(xué)家取得成功的事例中，你對科學(xué)的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造有什么認(rèn)識？

科學(xué)理論只有同工業(yè)結(jié)合，創(chuàng)造出改變?nèi)祟惿�活、提高生命質(zhì)量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學(xué)理論（或科學(xué)探究要有合作精神）

．

Answer 1

分析：氧氣用帶火星的木條檢驗，試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃，因此FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂；甲、乙、丙三個猜想中，最不可能的是甲，因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑；實驗探究猜想乙和丙，向盛有5mL5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl，并把帶火星的木條伸入試管，無明顯現(xiàn)象，說明起催化作用的不是Cl^-；向盛有5mL5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的Fe（NO₃）₃溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液，試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃，說明起催化作用的是Fe³⁺．由兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng)叫復(fù)分解反應(yīng)，可以用AB+CD→AD+CB表示；Ba（OH）₂+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+2H₂O中，實際參加反應(yīng)的離子是氫離子和氫氧根離子生成水分子；可以用圖表示氫離子和氫氧根離子生成水分子．從三位科學(xué)家取得成功的事例中，我的收獲是：科學(xué)理論只有同工業(yè)結(jié)合，創(chuàng)造出改變?nèi)祟惿�活、提高生命質(zhì)量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學(xué)理論（或科學(xué)探究要有合作精神）．

解答：解：（1）氧氣用帶火星的木條檢驗，試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃，因此FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂；甲、乙、丙三個猜想中，最不可能的是甲，因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑；實驗探究猜想乙和丙，向盛有5mL5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl，并把帶火星的木條伸入試管，無明顯現(xiàn)象，說明起催化作用的不是Cl^-；向盛有5mL5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的Fe（NO₃）₃溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液，試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃，說明起催化作用的是Fe³⁺．故答案為：①：試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃  ②：甲；因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑；③

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
		起催化作用的不是Cl-
Fe（NO3）3溶液 （或Fe2（SO4）3溶液）	試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃	起催化作用的是Fe3+

（2）由兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng)叫復(fù)分解反應(yīng)，可以用AB+CD→AD+CB表示；Ba（OH）₂+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+2H₂O中，實際參加反應(yīng)的離子是氫離子和氫氧根離子生成水分子；可以用圖表示氫離子和氫氧根離子生成水分子．故答案為：①D  ②AD+CB  ③OH^-、H⁺④見右圖
（3）從三位科學(xué)家取得成功的事例中，我的收獲是：科學(xué)理論只有同工業(yè)結(jié)合，創(chuàng)造出改變?nèi)祟惿�活、提高生命質(zhì)量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學(xué)理論，或科學(xué)探究要有合作精神．故答案為：科學(xué)理論只有同工業(yè)結(jié)合，創(chuàng)造出改變?nèi)祟惿�活、提高生命質(zhì)量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學(xué)理論（或科學(xué)探究要有合作精神等等）

點評：有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設(shè)計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關(guān)于對實驗設(shè)計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗?zāi)康模欢�是設(shè)計的方法進行比較，那種方法更簡便．