Question

9．甲同學(xué)在用雙氧水制取氧氣時(shí)，誤把氧化鐵粉末當(dāng)成二氧化錳放入雙氧水中，發(fā)現(xiàn)也有大量氣泡產(chǎn)生．他意識(shí)到這個(gè)錯(cuò)誤后，聯(lián)想到二氧化錳可作為過氧化氫分解的催化劑，那么氧化鐵能否作為過氧化氫分解的催化劑呢？請(qǐng)你一起參與探究，并填寫下列空白．
【猜想】氧化鐵能作為過氧化氫分解的催化劑．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】甲同學(xué)依次設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：取一定量的過氧化氫溶液于試管中，觀察到有極少量氣泡產(chǎn)生，伸入帶火星的木條，沒有復(fù)燃．說(shuō)明產(chǎn)生氧氣速度慢．
實(shí)驗(yàn)二：在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入W g 氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃．說(shuō)明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度．
實(shí)驗(yàn)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W g．說(shuō)明反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】甲同學(xué)認(rèn)為，氧化鐵粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑．寫出該反應(yīng)文字表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣．
【反思評(píng)價(jià)】乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不充分，需要再補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)．該實(shí)驗(yàn)是探究反應(yīng)前后氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變．
【拓展】下表是丙同學(xué)探究影響過氧化氫分解因素時(shí)所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，你能得出的結(jié)論是相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（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），

濃度時(shí)間催化劑	30%H2O2溶液	15% H2O2溶液	5% H2O2溶液
加入WgMnO2	0.2	0.8	2.0
加入WgFe2O3	7.0	9.0	16.0

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)過氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒有復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生氧氣速度慢，加入氧化鐵后，帶火星木條復(fù)燃，說(shuō)明氧化鐵加快了反應(yīng)速度；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)反應(yīng)物，生成物書寫文字表達(dá)式；
【反思評(píng)價(jià)】催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學(xué)性質(zhì)；
【拓展】根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(jìn)行解答；

解答 解：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】在實(shí)驗(yàn)一的試管中過氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒有復(fù)燃，說(shuō)明產(chǎn)生氧氣速度慢；實(shí)驗(yàn)二中加入Wg 氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃，說(shuō)明加入氧化鐵后產(chǎn)生氧氣的速度加快了很多，說(shuō)明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；實(shí)驗(yàn)三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(shuō)明了反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】氧化鐵粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑．該反應(yīng)文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【反思評(píng)價(jià)】催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學(xué)性質(zhì)是否改變；
【拓展】分析表格數(shù)據(jù)可知：當(dāng)雙氧水濃度相同時(shí)，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(shí)間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產(chǎn)生氧氣的速率快；
故答案為：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】產(chǎn)生氧氣速度慢；氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
【反思評(píng)價(jià)】探究反應(yīng)前后氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變；
【拓展】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）；

點(diǎn)評(píng) 解答本題關(guān)鍵是要知道催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，催化劑一定能加快反應(yīng)速度．