Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在做“尋找新的催化劑”課題時，發(fā)現(xiàn)將生銹的鐵釘放到過氧化氫溶液中，也可以加快過氧化氫的分解速率．于是，他們對此展開探究：
【提出問題】什么物質(zhì)是該反應(yīng)催化劑？
【查閱資料】鐵釘生銹是單質(zhì)鐵表面產(chǎn)生鐵銹（即氧化鐵）
【猜想與假設(shè)】下面是組內(nèi)兩位同學(xué)所作的猜想，請你完成小華的猜想．
小芳同學(xué)：鐵釘表面的鐵銹（氧化鐵）是過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑．
小華同學(xué)：鐵釘里的

 

是過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑．
【實驗與結(jié)論】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗I：把一定質(zhì)量的氧化鐵粉末加入到裝有10mL5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．		反應(yīng)的文字表達式為：   假設(shè)一成立
實驗Ⅱ：取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入   ，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	無現(xiàn)象	假設(shè)二   （填“成立”或“不成立”）

【討論交流】同學(xué)們討論后認為，小芳的“實驗I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：

 

．

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,氧氣的檢驗和驗滿,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：此題涉及到“尋找新的催化劑”，將生銹的鐵釘放到過氧化氫溶液中探究過氧化氫溶液的分解速率，通過（1）步提出的問題再利用（2）步的猜想與假設(shè)，經(jīng)過（3）步的實驗過程及現(xiàn)象得出結(jié)論，再經(jīng)過（4）步的討論交流，知氧化碳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．

解答：解：【提出問題】圍繞提出問題，探究什么物質(zhì)是該反應(yīng)的催化劑．
【猜想與假設(shè)】：生銹鐵釘?shù)慕M成主要是：氧化鐵和鐵．假設(shè)一：小芳同學(xué)：鐵釘表面的“氧化鐵”是H₂0₂溶液分解反應(yīng)的催化劑．假設(shè)二：小華同學(xué)：鐵釘里的“鐵”是H₂0₂溶液分解反應(yīng)的催化劑．故答案是：鐵（或鐵單質(zhì)）
【實驗與結(jié)論】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
實驗Ⅰ：把一定質(zhì)量的氧化鐵粉末加入到裝有10 mL5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	帶火星的木條復(fù)燃	反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2H2O2 氧化鐵 2H2O+O2↑ 假設(shè)一成立
實驗Ⅱ：取10 mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入鐵單質(zhì)，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	無現(xiàn)象	假設(shè)二 不成立．

【討論交流】同學(xué)們討論后認為，小芳的“實驗I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：還要驗證氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后是否改變．
故答案是：【猜想與假設(shè)】鐵；
【實驗與結(jié)論】產(chǎn)生大量的氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；過氧化氫

氧化鐵

水+氧氣；用砂紙打磨光亮的鐵釘（或適量鐵粉）；不成立．
【討論交流】該實驗只驗證了氧化鐵改變了過氧化氫分解的速率，并未驗證其在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)未發(fā)生改變（合理即可）．

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．