Question

【題目】（11分）某校化學(xué)興趣小組將用剩的過氧化氫溶液倒入放有生銹鐵釘?shù)膹U液缸中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量的氣泡，經(jīng)檢驗(yàn)此氣體為氧氣。根據(jù)學(xué)過的知識初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質(zhì)加快了過氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質(zhì)加快了過氧化氫的分解速率？請你參與他們的研究，分享和體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的快樂。

【猜想與假設(shè)】

甲同學(xué)：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解。

乙同學(xué)：鐵釘里的 加快了H2O2的溶液分解。

【設(shè)計方案和實(shí)驗(yàn)】完成下列表格

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入2g 氧化鐵粉末，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象。		甲同學(xué)結(jié)論成立。
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入 粉末，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象。	無現(xiàn)象	乙同學(xué)結(jié)論 。 （填“成立”或“不成立”）

【討論交流】丙同學(xué)認(rèn)為“方案一”只能說明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能說Fe2O3就一定是催化劑。你是否支持丙同學(xué)的觀點(diǎn)？ ，如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)來證明，這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計原理是 。

【拓展】

(1)實(shí)驗(yàn)證明Fe2O3粉末可以作為H2O2分解的催化劑。該反應(yīng)的文字表達(dá)式

(2)下表是丙同學(xué)探究影響H2O2分解速率時所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)分析，你能得出什么結(jié)論？ 。

用足量等體積H2O2溶液制取相同體積O2所需的時間：

Answer 1

【答案】鐵 產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃 鐵 不成立 支持

催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量與化學(xué)性質(zhì)不變 過氧化氫水+氧氣

相同條件下，二氧化錳比氧化鐵的催化效果好，且過氧化氫溶液濃度越大反應(yīng)越快

【解析】

試題分析：[猜想與假設(shè)]生銹鐵釘?shù)慕M成主要是：氧化鐵和鐵．甲同學(xué)猜想：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，因此乙同學(xué)：鐵釘里的鐵加快了H2O2的溶液分解．

[設(shè)計方案和實(shí)驗(yàn)]方案一：因甲同學(xué)結(jié)論成立，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；

方案二：根據(jù)乙同學(xué)的猜想可知，應(yīng)向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入鐵粉；沒有現(xiàn)象說明乙同學(xué)結(jié)論不成立；

[討論交流]

“方案一”只能說明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能說Fe2O3就一定是催化劑，因?yàn)榇呋瘎┏�了改變反�?yīng)的速率之外，它的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后必須不變；如果要證明氧化鐵是催化劑，還需要設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe2O3在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；

[擴(kuò)展]（1）H2O2在Fe2O3粉末作催化劑的條件下分解生成水和氧氣，故文字表達(dá)式為：過氧化氫水+氧氣；

（2）分析表格數(shù)據(jù)可知：當(dāng)雙氧水濃度相同時，向其中加入等質(zhì)量的二氧化錳和三氧化二鐵，發(fā)現(xiàn)生成等量的氧氣所需要的時間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產(chǎn)生氧氣的速率快，且過氧化氫溶液濃度越大反應(yīng)越快。