Question

3．小麗同學在一次課外實驗探究酸的化學性質(zhì)時誤將過氧化氫（H₂O₂）溶液當作酸與氧化鐵（Fe₂O₃）粉末混合，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生．她聯(lián)想到二氧化錳（MnO₂）可作為H₂O₂分解的催化劑，那么，F(xiàn)e₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑呢？請你一起參與探究，并填寫下列空白．
【猜想】Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑．
【實驗驗證】小麗同學一次設(shè)計了三個實驗
實驗一  取一定量的H₂O₂溶液于試管中，觀察到有極少量氣泡產(chǎn)生，伸入帶火星的木條，觀察到木條沒有復燃，說明H₂O₂溶液常溫下分解緩慢．
實驗二  在實驗一的試管中加入wg Fe₂O₃粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，觀察到木條復燃，說明Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率．
實驗三  待反應(yīng)結(jié)束后，將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為wg，說明反應(yīng)前后Fe₂O₃的質(zhì)量保持不變．
【實驗結(jié)論】小麗同學認為，F(xiàn)e₂O₃粉末可以作為H₂O₂分解的催化劑．
【反思評價】小江同學認為要證明小麗同學的結(jié)論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要補充一個探究實驗，探究Fe₂O₃的化學性質(zhì)反應(yīng)前后沒有改變．
【拓展】下表是同學們探究影響H₂O₂分解因素時所記錄的部分數(shù)據(jù)：
用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需時間

濃度 時間/min 催化劑	30% H2O2 溶液	15% H2O2 溶液	5% H2O2 溶液
加入wg MnO2	0.2	0.8	2.0
加入wg Fe2O3	7.0	9.0	16.0

通過對表格中的數(shù)據(jù)進行分析，你能得出的結(jié)論是相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．
【延伸】小明同學看到Fe₂O₃也能做H₂O₂分解的催化劑，還聯(lián)想到一種藍色的CuSO₄溶液也能做H₂O₂分解的催化劑，請你一起參與計算：
（1）CuSO₄的相對分子質(zhì)量160；
（2）80g CuSO₄中銅元素的質(zhì)量？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 【實驗驗證】根據(jù)催化劑的特點去分析該題，催化劑的特點：催化劑只改變反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變進行解答；
【拓展】根據(jù)對比實驗數(shù)據(jù)可知相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應(yīng)越快）進行解答；
【延伸】（1）根據(jù)CuSO₄可知硫酸銅的相對分子質(zhì)量進行解答；
（2）根據(jù)氧元素的質(zhì)量分數(shù)可以求出氧化鐵的質(zhì)量即可．

解答 解：【實驗驗證】實驗二：把帶火星的小木條深入試管中，小木條復燃，證明試管中有氧氣生成，說明了Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率；
實驗三：洗滌、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為wg，說明反應(yīng)前后Fe₂O₃的質(zhì)量保持不變；
【反思評價】實驗二已證明Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率，實驗三證明反應(yīng)前后Fe₂O₃的質(zhì)量保持不變；
根據(jù)催化劑的特點，要想證明Fe₂O₃是該反應(yīng)的催化劑，還需證明Fe₂O₃的化學性質(zhì)沒有改變；
【拓展】分析表格數(shù)據(jù)可知：當雙氧水濃度相同時，向其中加入等質(zhì)量的二氧化錳和三氧化二鐵，發(fā)現(xiàn)生成等量的氧氣所需要的時間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產(chǎn)生氧氣的速率快，
說明了相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或其他條件相同的情況下，H₂O₂濃度越大，產(chǎn)生氧氣的速率越快）．
【延伸】（1）根據(jù)CuSO₄可知硫酸銅的相對分子質(zhì)量為：64+32+16×4=160；
（2）80gCuSO₄中銅氧元素的質(zhì)量是：80g×$\frac{64}{160}$×100%=32g．
故答案為：
實驗二 Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率；
實驗三  Fe₂O₃的質(zhì)量在化學反應(yīng)前后沒有發(fā)生改變；
【反思評價】Fe₂O₃的化學性質(zhì)反應(yīng)前后沒有改變；
【拓展】相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好；
【延伸】（1）160；
（2）32g．

點評 本題屬于實驗探究題，作此題時要理清思路，不要漏掉實驗步驟．