Question

【題目】研究催化劑對化學(xué)反應(yīng)有重要意義．為探究催化劑對雙氧水分解的催化效果，某研究小組做了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）甲同學(xué)欲用上圖所示實(shí)驗(yàn)來證明MnO2是H2O2分解反應(yīng)的催化劑，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
（2）為探究MnO2的質(zhì)量對催化效果的影響，乙同學(xué)分別量取50mL 1% H2O2加入容器中，在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，加入不同質(zhì)量的MnO2 ， 測量所得氣體體積，數(shù)據(jù)如表：

MnO2的質(zhì)量/g	0.1	0.2	0.4
40s末O2體積/mL	49	61	86

由此得出的結(jié)論是 ．
（3）為分析Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應(yīng)的催化效果，丙同學(xué)設(shè)計(jì)如表實(shí)驗(yàn)（三支試管中均盛有10mL 5% H2O2 ）：

試管	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加試劑	5滴0.1molL﹣1FeCl3	5滴0.1molL﹣1 CuCl2	5滴0.3molL﹣1 NaCl
產(chǎn)生氣 泡情況	較快產(chǎn)生細(xì)小氣泡	緩慢產(chǎn)生細(xì)小氣泡	無氣泡產(chǎn)生

結(jié)論是 ， 實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是 ．
（4）查閱資料得知：將作為催化劑的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中會發(fā)生兩個氧化還原反應(yīng)，且兩個反應(yīng)中H2O2均參加了反應(yīng)，試從催化劑的角度分析，這兩個氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl和 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2O2 2H2O+O2↑
（2）在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，增加MnO2的質(zhì)量，化學(xué)反應(yīng)速率加快
（3）Fe3+和Cu2+對H2O2分解均有催化效果，且Fe3+比Cu2+催化效果好；對比實(shí)驗(yàn)，說明Cl﹣對的H2O2分解沒有催化效果
（4）2FeCl2+H2O2+2HCl═2FeCl3+2H2O
【解析】解：（1）H2O2在MnO2催化作用下分解生成水和氧氣，反應(yīng)的方程式為：2H2O2 2H2O+O2↑，
所以答案是：2H2O2 2H2O+O2↑；
（2.）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，二氧化錳質(zhì)量的增加，相同時間內(nèi)收集到氧氣的體積也相應(yīng)增加，說明反應(yīng)速率加快，原因是在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，固體質(zhì)量越大，其表面積也越大，故反應(yīng)速率加快，催化效果更好；
所以答案是：在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，MnO2質(zhì)量越大，反應(yīng)速率越快；
（3.）從所給的數(shù)據(jù)可知：試管Ⅰ、試管Ⅱ所用試劑的濃度、用量完全一樣，產(chǎn)生氣泡是試管Ⅰ快，試管Ⅱ慢，試管Ⅲ無氣泡產(chǎn)生，試管Ⅲ是一個對比實(shí)驗(yàn)，說明Cl﹣對H2O2的分解沒有催化作用，從而得到Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好的結(jié)論，
所以答案是：Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好；對比實(shí)驗(yàn)，證明Cl﹣對H2O2的分解沒有催化作用；
（4.）根據(jù)化合價的升降和催化劑會參加反應(yīng)，但最終性質(zhì)和質(zhì)量不改變寫出反應(yīng)方程式，F(xiàn)eCl3和H2O2反應(yīng)，F(xiàn)eCl3中鐵元素化合價降低，生成氯化亞鐵，雙氧水中氧元素化合價升高，生成氧氣，方程式為：2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl；FeCl3作催化劑，在第二個反應(yīng)中重新生成，氯化亞鐵又被雙氧水氧化成氯化鐵，方程式為：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O；
所以答案是：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O．