Question

【題目】化學興趣小組發(fā)現(xiàn)，將氧化鐵加入到過氧化氫溶液中，過氧化氫溶液的分解速率加快。該小組成員進行了如下探究：

（提出問題）氧化鐵能不能作為過氧化氫溶液分解的催化劑呢？

（作出猜想）氧化鐵能作為過氧化氫溶液分解的催化劑。

（實驗驗證）同學們設計了實驗裝置并進行了氣體的制取和測量實驗。實驗時均以生成40mL氣體為標準，相關實驗數(shù)據(jù)記錄如下表：

實驗序號	過氧化氫溶液濃度%	過氧化氫溶液體積mL	過氧化氫溶液溫度℃	氧化鐵質量g	收集40mL氧氣所用時間s
①	5	10	20	0	128
②	5	10	20	0.5	28
③	15	10	20	0.5	10
④	5	10	50	0	55

（1）通過實驗①和④可知，過氧化氫溶液的分解速率與溫度的關系是_____；定量比較反應快慢，除了上述實驗中方法外，還可以采用的方法：_____。

（2）通過實驗_____和_____對比可知，加入氧化鐵后過氧化氫溶液的分解速率加快，若要證明氧化鐵是過氧化氫溶液的分解的催化劑，還需要證明它在反應前后的_____和_____沒有發(fā)生變化。

（3）如果將一定量的15%的過氧化氫溶液加水稀釋，其他條件不變的情況下，產生的氧氣的總量會_____（填“增大”“不變”或“減小”）。

（4）實驗證明氧化鐵也可以作為過氧化氫溶液的分解的催化劑，請你寫出這個反應的文字表達式：_____。

（5）上述實驗驗證了一些影響過氧化氫溶液的分解速率的因素，那么你認為過氧化氫溶液的分解速率還可能與_____因素有關，你的實驗驗證方案是_____。

Answer 1

【答案】溫度越高，過氧化氫溶液的分解速率越快 相同時間內，比較收集到氣體體積多少（合理即可） ① ② 質量 化學性質 不變 過氧化氫水＋氧氣 催化劑的顆粒大小 將兩份等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液，分別與質量相等但顆粒大小不同氧化鐵混合，測量生成相同體積的氧氣所需的時間即可（答案合理即可）

【解析】

（1）通過實驗①和④可知，過氧化氫溶液的分解速率與溫度的關系是溫度越高，過氧化氫溶液的分解速率越快；定量比較反應快慢，除了上述實驗中方法外，還可以采用的方法：比較相同時間內收集氣體的體積大小；故填：溫度越高，過氧化氫溶液的分解速率越快；相同時間內，比較收集到氣體體積多少（合理即可）；
（2）通過實驗①和②對比可知，加入氧化鐵后過氧化氫溶液的分解速率加快，若要證明氧化鐵是過氧化氫溶液的分解的催化劑，還需要證明它在反應前后的質量和化學性質沒有發(fā)生變化；故填：①；②；質量；化學性質；
（3）用一定量15%的過氧化氫溶液制氧氣，為了減緩反應速率，可加適量的水稀釋，加水稀釋后，反應物的質量不變，故所產生氧氣的總質量不變，故填：不變；
（4）過氧化氫在氧化鐵的催化作用下分解為水和氧氣；故填：過氧化氫水+氧氣；
（5）催化劑的顆粒大小也能影響過氧化氫分解速率，所以實驗方案是：將兩份等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液，分別與質量相等但顆粒大小不同氧化鐵混合，測量生成相同體積的氧氣所需的時間即可（答案合理即可）。