Question

某化學小組為尋找分解過氧化氫溶液的新催化劑進行了如下探究活動．
[提出假設(shè)]：氧化鐵可以做分解過氧化氫溶液的催化劑
[假設(shè)依據(jù)]：氧化鐵和二氧化錳都屬于金屬氧化物，故性質(zhì)相似．
[設(shè)計方案]：小組同學依據(jù)催化劑的概念設(shè)計實驗方案．
實驗一：探究氧化鐵能否加快過氧化氫溶液分解的速率．
實驗二：探究氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后是否變化．
實驗三：探究氧化鐵在反應(yīng)前后化學性質(zhì)是否改變．
[實驗探究]：請你依據(jù)小組同學設(shè)計的實驗方案，補充填寫實驗報告．
實驗一：實驗步驟如下圖所示

實驗現(xiàn)象	結(jié)論
（1） （2）

實驗二：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
待實驗一完成后，將試管中的殘余物小心過濾，并將全部濾渣洗滌、干燥、稱量，觀察是否仍為ag	稱重氧化鐵的質(zhì)量為ag

實驗三：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
將實驗二的濾渣重新放入試管中，再加入少量過氧化氫溶液，并插入帶火星木條，如此反復(fù)多次實驗，觀察現(xiàn)象	帶火星木條復(fù)燃

請你再設(shè)計一種實驗方案，證明實驗三的結(jié)論（若有反應(yīng)發(fā)生，可用化學方程式表示）______；
[得出結(jié)論]______；
寫出過氧化氫溶液在氧化鐵作用下分解的化學方程式______．

Answer 1

解：實驗一：氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃，過氧化氫溶液在常溫下分解速率很慢，加入氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解的速率．故答案為：（1）帶火星的木條不能復(fù)燃；（2）產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃； 過氧化氫溶液中加氧化鐵時分解速率加速
實驗二：根據(jù)實驗步驟和實驗現(xiàn)象可知氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后均為ag，故答案為：反應(yīng)前后氧化鐵的質(zhì)量未改變；
實驗三：根據(jù)實驗三中如此反復(fù)實驗后，現(xiàn)象還是帶火星的木條復(fù)燃可知，氧化鐵的化學性質(zhì)沒變，故答案為：反應(yīng)前后氧化鐵的化學性質(zhì)未改變．
因為氧化鐵能與鹽酸反應(yīng)，生成黃色的氯化鐵溶液，所以我們可以設(shè)計一個氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)堆實驗，去證明氧化鐵的化學性質(zhì)在反應(yīng)前后未改變．故答案為：將濾渣放入鹽酸中，觀察實驗現(xiàn)象．Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O
[得出結(jié)論]，在化學反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑，故答案為：氧化鐵可以做過氧化氫溶液分解的催化劑．2H₂O₂2H₂O+O₂↑
分析：根據(jù)氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃的性質(zhì)，證明氧氣的生成；以及催化劑是一種物質(zhì)，在化學反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑的知識來解答此題．
點評：此題綜合考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題，鍛煉了學生分析問題解決問題能力．