Question

4．徐浩南同學(xué)在一次課外實(shí)驗(yàn)探究酸的化學(xué)性質(zhì)時(shí)誤將過氧化氫（H₂O₂）溶液與氧化鐵（Fe₂O₃）粉末混合，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生．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(qǐng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】徐浩南同學(xué)一次設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)
【實(shí)驗(yàn)1】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(fù)燃，說明H₂O₂溶液常溫下分解緩慢．
【實(shí)驗(yàn)2】在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入3g 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(fù)燃，說明Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率．
【實(shí)驗(yàn)3】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3g，說明反應(yīng)前后Fe₂O₃的質(zhì)量保持不變．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】徐浩南同學(xué)認(rèn)為，F(xiàn)e₂O₃粉末可以作為H₂O₂分解的催化劑．
【反思評(píng)價(jià)】孫卓文同學(xué)認(rèn)為要證明徐浩南同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不充分，需要補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，探究Fe₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變．
【拓展】下表是同學(xué)們探究影響H₂O₂分解因素時(shí)所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)：
用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需時(shí)間

時(shí)間/min  濃度 催化劑	30%H2O2溶液	15%H2O2溶液	5%H2O2溶液
加入3g MnO2	0.2	0.8	2.0
加入3g Fe2O3	7.0	9.0	16.0

通過對(duì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)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（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應(yīng)越快）．
【延伸】小明同學(xué)看到Fe₂O₃也能做H₂O₂分解的催化劑，還聯(lián)想到一種藍(lán)色的CuSO₄溶液也能做H₂O₂分解的催化劑，請(qǐng)你一起參與計(jì)算：
（1）CuSO₄的相對(duì)分子質(zhì)量160；
（2）80gCuSO₄中銅元素的質(zhì)量為32g．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)催化劑的特點(diǎn)去分析該題，催化劑的特點(diǎn)：催化劑只改變反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變進(jìn)行解答；
【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；
【延伸】（1）根據(jù)CuSO₄可知硫酸銅的相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以求出氧化鐵的質(zhì)量即可．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】實(shí)驗(yàn)二：把帶火星的小木條深入試管中，小木條復(fù)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(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)】實(shí)驗(yàn)二已證明Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率，實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，要想證明Fe₂O₃是該反應(yīng)的催化劑，還需證明Fe₂O₃的化學(xué)性質(zhì)沒有改變；
【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，
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(duì)分子質(zhì)量=64+32+16×4=160；故填：160；
（2）80g CuSO₄中銅氧元素的質(zhì)量是：80g×$\frac{64}{160}$=32g．
故答案為：實(shí)驗(yàn)二 Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率；
實(shí)驗(yàn)三  Fe₂O₃的質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)前后沒有發(fā)生改變；
【反思評(píng)價(jià)】探究Fe₂O₃的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
【拓展】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）；
【延伸】（1）160；
（2）32g．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題，作此題時(shí)要理清思路，不要漏掉實(shí)驗(yàn)步驟．