Question

3．邏輯推理是化學學習常用的思維方法．某校研究性學習小組在做“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，它們對此展開探究：
（1）提出問題：什么物質是該反應催化劑？
（2）設猜想與假設：下面是組內(nèi)兩位同學所作的猜想，請你完成小華的猜想．
【假設一】小芳同學：鐵釘表面的氧化鐵是H₂O₂溶液分解反應的催化劑．
【假設二】小華同學：鐵釘里的鐵是H₂O₂溶液分解反應的催化劑．
（3）實驗與結論：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗Ⅰ：把一定質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．	帶火星的木條復燃	反應的化學方程式為：2H2O2$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H2O+O2↑ 假設一成立
實驗Ⅱ：取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入鐵單質，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	假設二不成立 （填“成立”或“不成立”）

（4）討論交流：同學們討論后認為，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量和化學性質反應前后是否改變．
（5）反思與評價：小強通過仔細觀察發(fā)現(xiàn)“實驗Ⅱ”中一直沒有現(xiàn)象的試管，過了一段時間后試管中也出現(xiàn)了氣體．

Answer 1

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，經(jīng)過（3）步的實驗過程及現(xiàn)象得出結論，再經(jīng)過（4）步的討論交流，催化劑能改變反應速率而本身的質量和化學性質不會變．

解答 解：（2）帶銹的鐵釘中除了鐵銹外還有單質鐵，故猜想鐵是過氧化氫溶液分解的催化劑；
（3）由假設一成立說明加入氧化鐵后過氧化氫分解產(chǎn)生了氧氣故帶火星的木條復燃，過氧化氫分解生成水和氧氣反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
根據(jù)猜想鐵可以做過氧化氫分解的催化劑，所以實驗II中加入的是鐵單質，根據(jù)無現(xiàn)象，說明镅設二不成立；
（4）催化劑不但能改變反應的速率，而且本身的質量和化學性質不能改變．
答案：（2）鐵；（3）帶火星的木條復燃；2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；鐵單質；不成立；（4）還要驗證氧化鐵的質量和化學性質反應前后是否改變．

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．