Question

3．為比較相同濃度的FeCl₃溶液和CuSO₄溶液對H₂O₂分解的催化效果，某研究小組進(jìn)行了如下探究：

（1）請寫出H₂O₂分解的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【定性研究】
（2）如圖甲，可通過觀察產(chǎn)生氣泡的速率來定性比較兩者的催化效果．
【定量研究】
（3）如圖乙，實(shí)驗(yàn)前檢查該裝置氣密性的方法是先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，然后用雙手緊握錐形瓶的外壁，然后觀察注射器的活塞是否向外移動，若向外移動，說明該裝置的氣密性是良好的．要定量比較兩者的催化
效果，可測量生成等體積氣體所需的時(shí)間．
【深入研究】
（4）在FeCl₃溶液中，究竟是哪種粒子起催化作用呢？
猜想1：鐵離子（Fe³⁺）起催化作用；
猜想2：氯離子（Cl^-）起催化作用；
猜想3：水分子（H₂O）起催化作用；
…
請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想1

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論

Answer 1

分析 （1）過氧化氫在催化劑的作用下分解為水和氧氣；
（2）催化效果越好，產(chǎn)生氣泡的速率越快；
（3）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法以及比較催化效果的方法來分析；
（4）氯化鐵溶液中存在鐵離子、氯離子和水分子．要想驗(yàn)證是否是鐵離子的催化作用，可選擇其他含鐵離子的可溶性鹽來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）過氧化氫在催化劑的作用下分解為氧氣和水，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）比較兩種物質(zhì)對過氧化氫分解速率的影響，可以觀察二者產(chǎn)生氣泡的速率；故填：產(chǎn)生氣泡的速率；
（3）檢查該裝置的氣密性，可先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，然后用雙手緊握錐形瓶的外壁，然后觀察注射器的活塞是否向外移動，若向外移動，說明該裝置的氣密性是良好的；催化劑的催化效果越好，反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速率越快，可通過測量產(chǎn)生等體積的氧氣所需要的時(shí)間來分析，所需時(shí)間越短，催化效果越好；故填：先將分液漏斗的活塞關(guān)閉，然后用雙手緊握錐形瓶的外壁，然后觀察注射器的活塞是否向外移動，若向外移動，說明該裝置的氣密性是良好的；時(shí)間；
（4）氯化鐵溶液中存在鐵離子、氯離子和水分子，故猜想可能是鐵離子或氯離子或水分子所起的催化作用；檢驗(yàn)是否是鐵離子所起的催化作用，可以選擇氯化鈉溶液來進(jìn)行檢驗(yàn)．
故答案為：氯離子（Cl^-）；水分子（H₂O）；

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取兩支試管，各加入2mL5%的H2O2溶液，再分別加入同濃度、同體積的FeCl3和NaCl溶液，觀察現(xiàn)象	若加入FeCl3溶液的試管中產(chǎn)生氣泡更快，則猜想1成立；否則，不能證明猜想1成立（需要進(jìn)一步探究）

點(diǎn)評 本題考查實(shí)驗(yàn)裝置的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)速率測定原理及影響反應(yīng)速率的因素為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．