1．催化劑是重要的反應條件之一。德國科學家李斯特和美國科學家麥克米蘭因在“不對稱有機催化”上的突破性貢獻，榮獲2021年諾貝爾化學獎。
（一）認識催化劑的應用
（1）1817年，化學家戴維發(fā)現(xiàn)：煤氣（主要含一氧化碳）與空氣在高溫的鉑絲表面持續(xù)反應，生成二氧化碳，請寫出該反應的符號表達式 。欲證明鉑絲作為此反應的催化劑，除了證明能改變該反應的反應速率外，還需要提供的證據(jù)是鉑絲的質(zhì)量和 在反應前后不變。
（2）常溫下，氫氣和氧氣在催化劑鉑表面反應的部分微觀過程如圖所示。

根據(jù)圖，選擇正確選項并排序 （填序號）。
A．每個羥基結(jié)合1個氫原子構(gòu)成1個水分子
B．1個氧原子和1個氫原子結(jié)合成1個羥基
C．氫分子和氧分子分別分裂為氫原子、氧原子
D．1個氧原子和2個氫原子直接結(jié)合成1個水分子
（3）工業(yè)上制氫氣可利用水煤氣法，反應的原理是在銅的催化以及高溫條件下，碳和水蒸氣反應生成氫氣和物質(zhì)X，則物質(zhì)X中肯定含有的元素為 。
（二）探究不同催化劑的催化效果
查閱資料得知，紅磚粉也可以催化過氧化氫的分解。那么，紅磚粉催化的效果怎么樣呢？小東同學設(shè)計了如下四個實驗，實驗裝置如圖，每次實驗均用30mL10%的H₂O₂溶液，測定收集到100mL氧氣所用時間，結(jié)果見下表。

序號	催化劑	收集100mL氧氣所用的時間
1	無	2小時
2	0.1g二氧化錳	4秒
3	0.1g紅磚粉	6秒
4	0.2g二氧化錳	3秒

（4）請寫出用實驗2的符號表達式 。
（5）二氧化錳和紅磚粉相比較，催化效果較好的是 。
（6）分析表中的數(shù)據(jù)，還能得到的結(jié)論是 。
（7）若要檢驗塑料注射器收集到的氣體是氧氣，方法是 。
（三）探究生物體內(nèi)的催化劑
酶是生物催化劑，能催化生物體內(nèi)的反應。人體和胡蘿卜等植物的細胞中都含過氧化氫酶，其能加快過氧化氫分解速率。
小熊同學為了探究溫度如何影響胡蘿卜汁對過氧化氫分解的催化效果，設(shè)計了如下實驗。
（注：在不加催化條件下，60℃以下時，溫度對過氧化氫分解速率無影響。）
Ⅰ．兩支試管中分別加入胡蘿卜汁和5%過氧化氫溶液；
Ⅱ．將Ⅰ中的試管放入盛有0℃水的燒杯內(nèi)，恒定試管及反應物的溫度；
Ⅲ．5min以后，把過氧化氫溶液倒入裝有胡蘿卜汁的試管中，稍微振蕩，使胡蘿卜汁跟過氧化氫溶液均勻混合；
Ⅳ．將Ⅲ中的試管放回原燒杯，恒溫6min,反應時試管內(nèi)的混合物會出現(xiàn)泡沫，產(chǎn)生的氧氣越多，泡沫越高；
Ⅴ．用刻度尺測量試管中泡沫狀混合物的高度；
Ⅵ．按上述步驟進行實驗，分別測定20℃、35℃、55℃時泡沫狀混合物的高度。
每個溫度下的實驗重復3次，取平均值，得到的數(shù)據(jù)見下表。

實驗編號	反應物的溫度	混合恒溫6min時，泡沫的高度（cm）
A	0℃	1.7
B	20℃	3.8
C	35℃	6.5
D	55℃	2.1

（8）為了測定實驗的準確性，該實驗過程中還需要控制的條件有 （答出一條即可）。
（9）根據(jù)所給的信息和上述實驗現(xiàn)象，請從酶的角度推測人體的溫度恒定在37℃左右的原因是 。

2．某興趣小組對氯酸鉀分解反應的催化劑進行研究，經(jīng)查閱資料得知氯酸鉀除了跟二氧化錳混合加熱能加快反應速率，與氧化鐵混合加熱也能較快產(chǎn)生氧氣。在相同的加熱條件下，完成表中實驗：
【實驗探究】

實驗編號	氯酸鉀質(zhì)量/g	催化劑	催化劑質(zhì)量/g	收集50mLO2所需時間/s
1	5	-	-	171
2	？	MnO2粉末	0.5	49
3	5	Fe2O3粉末	0.5	58
4	5	KCl粉末	0.5	154

【交流討論】
（1）設(shè)置實驗1的目的是 ；實驗2中“？”處應填 。
（2）表中所列三種催化劑中催化效果最佳的是 。
（3）寫出氯酸鉀在Fe₂O₃催化作用下受熱分解的符號表達式 。
【提出問題】
（4）維持加熱條件不變，用實驗1再繼續(xù)收集50mLO₂，發(fā)現(xiàn)所需時間明顯少于171s,原因可能是 。
【實驗反思】
（5）要確定氧化鐵在此反應中作催化劑，還要證明它在化學反應前后質(zhì)量和 不變。
（6）要比較氯酸鉀分解反應中不同催化劑的催化效果，除了測量收集50mLO₂所需時間外，還可以測量相同時間內(nèi) 。

3．實驗室常用過氧化氫溶液制氧氣。實驗小組同學對該反應進行探究：
實驗1：驗證二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑。

（1）過氧化氫分解的文字表達式為 。
（2）Ⅳ中過濾稱得的固體質(zhì)量為 g。
（3）證明二氧化錳能加快過氧化氫分解速率的實驗現(xiàn)象是 。
實驗2：探究催化劑種類和質(zhì)量對H₂O₂分解的催化效果的影響。
【進行實驗】
稱取催化劑置于三頸瓶中，塞緊橡膠塞，用注射器將3mL5%過氧化氫溶液快速注入，如圖。測定氧氣濃度達到最高值時所用的時間，實驗記錄如下：

序號	初始溫度/℃	催化劑種類	催化劑質(zhì)量/g	氧氣濃度達到最高 值時所用時間/s
①	30	二氧化錳	0.03	8
②	30	氯化鐵	0.03	32
③	30	氯化鐵	0.04	29
④	30	氯化鐵	0.05	28
⑤	30	氯化銅	0.03	3364
⑥	30	氯化銅	0.04	837
⑦	30	氯化銅	0.05	464

注：①氧氣濃度達到最高值時過氧化氫已完全分解。
②在可控范圍內(nèi)，過氧化氫分解速率越快，催化效果越好。
【解釋與結(jié)論】
（4）實驗2中，效果最好的催化劑是 。
（5）實驗⑤⑥⑦的目的是 。
（6）與實驗③⑥目的相同的實驗組還有 （寫全對比組）。
【反思與評價】
（7）繼續(xù)實驗，發(fā)現(xiàn)活性炭比二氧化錳的催化效果差。其實驗方案：稱取0.03g活性炭置于三頸瓶中，塞緊橡膠塞，用注射器將3mL5%過氧化氫溶液快速注入。在初始溫度30℃時進行實驗，測定結(jié)果是 。