Question

【題目】學習了MnO2對過氧化氫分解有催化作用的知識后．某同學想：Fe2O3能否起到類似MnO2的催化劑作用呢？于是進行了以下探究．

（猜想）I．Fe2O3是反應的催化劑，反應前后__；

II．Fe2O3參與反應產生O2，反應前后質量和化學性質發(fā)生了改變；

III．Fe2O3不是催化劑、也不參與反應，反應前后質量和化學性質不變．

（查閱資料）Fe2O3屬于堿性氧化物，能夠與稀鹽酸反應生成氯化鐵；氯化鐵溶液顯棕黃色．

（實驗）用天平稱量 0.3gFe2O3，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：

（1）填寫下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結果	步驟⑦現(xiàn)象	結論
__，帶火星的木條復燃．	__	溶液中有氣泡放出， __	猜想I成立； 猜想II、III不成立．

（2）步驟①的目的是__．

（3）步驟④需用到的實驗儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、__．

（4）過氧化氫能被Fe2O3催化分解放出O2的化學方程式為__．

（拓展）

（1）要探究步驟⑤做過催化劑的Fe2O3其它化學性質，還應補做的實驗是__（寫一種）．

（2）該同學為了探究Fe2O3的用量對H2O2分解速率的影響．每次均用30mL 10%的H2O2溶液，使用不同質量的Fe2O3作催化劑，測定每次收集到500mL O2所用的時間．結果如圖（其他實驗條件相同），由圖可知，Fe2O3的用量對H2O2分解速率影響的規(guī)律是：

①__；

②Fe2O3的用量超出一定范圍后，其用量再增大，反應速率不再繼續(xù)加快．

Answer 1

【答案】質量和化學性質都不變 有氣泡放出 Fe2O3質量仍為0.3g（或固體質量仍為0.3g） 帶火星木條復燃 與步驟③對比，檢驗加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有無變化 玻璃棒 用稀鹽酸（或稀硫酸）溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液 在一定范圍內，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快

【解析】

[猜想]I．催化劑的特點是“一變，兩不變”，即反應速率變，質量和化學性質不變；

[實驗]（1）氧化鐵對過氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故現(xiàn)象是有氣泡，帶火星的木條復燃；催化劑的特點是“一變，兩不變”，反應前后其質量不變，所以氧化鐵的質量仍為0.3g，即步驟⑥、⑦的結果中的氧化鐵的質量不變；催化劑的特點是“一變，兩不變”，其中反應速率改變，這里是加快，所以步驟⑦的現(xiàn)象是溶液中有氣泡放出，帶火星的木條復燃；

（2）步驟①的目的是與步驟③對比，檢驗加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有無變化；故填：與步驟③對比，檢驗加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有無變化；

（3）過濾操作中需要的儀器是鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒；

（4）過氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣；學方程式為：；

[拓展]（1）氧化鐵是一種金屬氧化物能與酸反應生成黃色的鐵鹽溶液；要探究步驟⑤做過催化劑的Fe2O3其它化學性質，還應補做的實驗是用稀鹽酸（或稀硫酸）溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液；

（2）據(jù)二氧化錳的用量和收集等體積氧氣所用時間的長短的圖象可知：反應中二氧化錳的質量在0.1g～0.7g之間時，用量越大，過氧化氫的分解速率越快，當二氧化錳的用量超過0.7g時，反應速率速率不再隨二氧化錳的用量增加而加快。由圖可知，Fe2O3的用量對H2O2分解速率影響的規(guī)律是：在一定范圍內，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快。