Question

【題目】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(shí)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(qǐng)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(jì)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(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)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)的化學(xué)方程式__________

(2)下表是丙同學(xué)探究影響H2O2分解速率時(shí)所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，通過對(duì)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(shí)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 驗(yàn)證Fe2O3在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有改變 2H2O22H2O+O2↑ 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】

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，實(shí)驗(yàn)乙同學(xué)：鐵釘里的鐵加快了H2O2的溶液分解；

設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)：

方案一：若甲同學(xué)結(jié)論成立，鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，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10mL5% 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，所以支持丙同學(xué)的觀點(diǎn)；如果要證明氧化鐵是催化劑，還需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe2O3在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有不變；

拓展：

（1）過氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2O22H2O+O2↑；

（2）通過對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可知，催化劑種類不同，其他條件相同，所以得出的結(jié)論是：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。