Question

通過學習我們知道：實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣的過程中，常使用二氧化錳做催化劑．而我們南雅初三化學興趣小組的同學們卻對“尋找新的催化劑”產生了濃厚的興趣，并對該課題進行了如下的探究：
【提出問題】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，并向A試管中加入a克氧化鐵粉末，且分別往A、B兩支試管中伸入帶火星木條，觀察現(xiàn)象．	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現(xiàn)象．
Ⅱ．待A試管中沒有氣泡產生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入A試管，如此反復多次實驗，觀察現(xiàn)象．	A試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃．
Ⅲ．將實驗II中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為a克．
IV．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中，向C試管中加入a克氧化鐵粉末，向D試管中加入a克二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象．

【實驗結論】
（1）A中產生的氣體是

 

；（填寫化學式）
（2）實驗I、Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵

 

（填“能”或“不能”）作過氧化氫分解的催化劑；
（3）寫出氧化鐵催化過氧化氫溶液分解的化學方程式

 

．
【實驗評價】
（4）實驗設計Ⅲ的目的是

 

；
（5）若實驗IV觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是：

 

．

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）根據氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃進行解答；
（2）根據實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進行解答；
（3）根據氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
【實驗評價】（4）根據操作過程進行解答；
（5）根據若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；

解答：解：（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，所以有實驗現(xiàn)象A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，可知A中產生的氣體是氧氣；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
（3）寫出氧化鐵催化過氧化氫溶液分解的化學方程式 2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑．
【實驗評價】（4）實驗設計Ⅲ的目的是 證明氧化鐵在化學反應前后質量不變；
（5）若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此可以得到的結論是二氧化錳的催化效果比氧化鐵好．
故答案為：O₂  能  2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑        證明氧化鐵在化學反應前后質量不變   二氧化錳的催化效果比氧化鐵好

點評：此題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原理來解答此題，鍛煉了學生分析問題解決問題能力．