Question

2005年10月5日，瑞典皇家科學院將本年度諾貝爾化學獎授予法國化學家伊夫?肖萬、美國化學家羅伯特?格拉布和理查德?施羅克，以表彰他們在烯烴復分解反應研究領域作出的貢獻．烯烴復分解反應是有機化學中最重要也是最有用的反應之一，烯烴復分解反應已被廣泛應用在化學工業(yè)，尤其是制藥業(yè)和塑料工業(yè)從中受益無窮．
早在1970年，法國化學家伊夫?肖萬就已經詳細地從理論上解釋了烯烴復分解反應是如何進行的，并且列舉了促進這種反應的催化劑的物質成分．1990年，肖萬的理論第一次被理查德?施羅克應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?阿爾伯格將烯烴復分解反應描述為“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分解反應的含義．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）．催化劑在化工生產過程中有著重要作用，有的反應如果沒有催化劑就不能進行，大多數(shù)化工生產都有催化劑的參與．CuSO₄溶液對過氧化氫的分解具有催化作用．有同學猜想其他鹽溶液也能在這個反應中起同樣的作用，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．	______	FeCl3溶液可以催化分解H2O2

②已知FeCl₃在水中可解離出Fe³⁺和Cl^-，同學們提出以下猜想：
甲同學的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同學的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同學的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-．
你認為最不可能的是______ 同學的猜想，理由是______．
③同學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	______
向盛有5mL5%的H2O2溶液的試管中加入少量 的______，并把帶火星的木條伸入試管．	______	______

（2）復分解反應是我們學過的化學基本反應類型之一．
①下列化學反應中，屬于復分解反應的是______
A、2H₂+O₂2H₂O 
B、
C、
D、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂+H₂
②科學家將復分解反應描述為“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分解反應，請補全下式：AB+CD→______．
③你想過復分解反應為什么能夠發(fā)生嗎？這是因為在這些反應物中含有一些“特殊”的陰、陽離子，它們能相互結合．如反應BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl中，實際參加反應的離子是Ba²⁺和SO₄^2-，而Cl^-、Na⁺則是“旁觀者”，并沒有參加反應．請你分析反應Ba（OH）₂+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+2H₂O中實際參加反應的離子是______．
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反應產物的示意圖．
（3）從三位科學家取得成功的事例中，你對科學的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造有什么認識？______．

Answer 1

【答案】分析：氧氣用帶火星的木條檢驗，試管中有大量的氣泡產生，帶火星的木條復燃，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生，帶火星的木條復燃，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叫復分解反應，可以用AB+CD→AD+CB表示；Ba（OH）₂+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+2H₂O中，實際參加反應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．從三位科學家取得成功的事例中，我的收獲是：科學理論只有同工業(yè)結合，創(chuàng)造出改變人類生活、提高生命質量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學理論（或科學探究要有合作精神）．
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生，帶火星的木條復燃，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生，帶火星的木條復燃，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生，帶火星的木條復燃  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生，帶火星的木條復燃	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叫復分解反應，可以用AB+CD→AD+CB表示；Ba（OH）₂+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+2H₂O中，實際參加反應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）從三位科學家取得成功的事例中，我的收獲是：科學理論只有同工業(yè)結合，創(chuàng)造出改變人類生活、提高生命質量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學理論，或科學探究要有合作精神．故答案為：科學理論只有同工業(yè)結合，創(chuàng)造出改變人類生活、提高生命質量的發(fā)明和創(chuàng)造后，才能是有利于人類的科學理論（或科學探究要有合作精神等等）
點評：有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．