Question

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，分享和體驗探究實驗的快樂．
【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)計方案和實驗】完成下列表格

實驗方案	實驗現(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？

 

，如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計一個實驗來證明，這個實驗的設(shè)計原理是

 

．
（提示：下面小題若答對將獎勵4分，但化學(xué)總分不超過60分．）
【反思與評價】除了催化劑能改變H₂O₂溶液的分解速率外，請你寫出一種能改變H₂O₂溶液分解速率的因素

 

．
你的設(shè)計方案是

 

．

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用

專題：科學(xué)探究

分析：【猜想與假設(shè)】根據(jù)題中信息解答；
【設(shè)計方案和實驗】根據(jù)實驗過程及現(xiàn)象得出結(jié)論；
[討論交流]可知氧化鐵能做過氧化氫溶液的催化劑，而鐵單質(zhì)不能做其反應(yīng)的催化劑，證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計一個實驗來證明，根據(jù)催化劑的特性解答；
【反思與評價】根據(jù)催化劑的特性解答；

解答：解：
[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)計方案和實驗]方案一：因甲同學(xué)結(jié)論成立，所以實驗現(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，因為催化劑除了改變反應(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)計實驗驗證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
[反思與評]H₂O₂生成O₂的快慢與H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)有關(guān)．質(zhì)量分數(shù)可能影響化學(xué)反應(yīng)的速率，實驗方案：同溫下取2份質(zhì)量相等，質(zhì)量分數(shù)不同的H₂O₂溶液，分別加入質(zhì)量相等的同種催化劑，測量收集一試管氣體所需的時間．結(jié)果質(zhì)量分數(shù)大的過氧化氫溶液生成的氧氣快，先收集滿．
答案：
【猜想與假設(shè)】鐵；
【設(shè)計方案和實驗】

實驗方案	實驗現(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．	大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃	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 鐵粉末，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 不成立．（填“成立”或“不成立”）

【討論交流】支持；設(shè)計實驗驗證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
【反思與評價】質(zhì)量分數(shù)可能影響化學(xué)反應(yīng)的速率．
同溫下取2份質(zhì)量相等，質(zhì)量分數(shù)不同的H₂O₂溶液，分別加入質(zhì)量相等的同種催化劑，測量收集一試管氣體所需的時間．結(jié)果質(zhì)量分數(shù)大的過氧化氫溶液生成的氧氣快，先收集滿．

點評：本題的思路很明確，就是驗證氧化鐵對過氧化氫分解是否有催化作用，按照探究實驗的步驟按部就班的完成．