Question

4．某化學興趣小組的同學知道二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑后，想再探究四氧化三鐵是否也可作過氧化氫分解的催化劑，請你一起參與他們的探究過程．
【查閱資料】四氧化三鐵能與稀硫酸反應，產(chǎn)生黃色溶液
【提出問題】四氧化三鐵能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？
【實驗驗證】

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	在試管中加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡，木條不復燃
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入1g四氧化三鐵，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量氣泡，木條復燃
③	待②中反應結束，將試管中的剩余物進行過濾、洗滌、干燥、稱量	稱得固體質量為1g
④	將③中所得固體放入試管中，滴入足量的稀硫酸，充分震蕩	黑色固體消失，溶液變成黃色

【得出結論】
（1）實驗③、④證明：四氧化三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．
（2）寫出四氧化三鐵催化過氧化氫分解的文字表達式過氧化氫$\stackrel{四氧化三鐵}{→}$水+氧氣．
【實驗拓展】
請設計實驗探究四氧化三鐵和二氧化錳哪種物質更適合做過氧化氫分解的催化劑？在盛有1gMnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內，觀察現(xiàn)象，進行對比．

Answer 1

分析 【實驗驗證】根據(jù)分離混合物的方法解答；根據(jù)稀硫酸的性質來分析；
【得出結論】（1）根據(jù)實驗②、③證明：四氧化三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；
（2）根據(jù)四氧化三鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
【實驗拓展】根據(jù)在盛有1gMnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內，觀察現(xiàn)象進行比較解答．

解答 解：【實驗驗證】要將不溶性固體分離出來，采用過濾的方法；因為得出的結論是四氧化三鐵可以作過氧化氫分解的催化劑，那么將③中所得固體放入試管中，滴入足量的稀硫酸，充分震蕩，會發(fā)現(xiàn)黑色固體消失，溶液變成黃色；故填：過濾；黑色固體消失，溶液變成黃色；
【得出結論】（1）實驗②、③、④證明：四氧化三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；故填：質量；化學性質；
（2）過氧化氫在四氧化三鐵的催化作用下分解生成水和氧氣，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{四氧化三鐵}{→}$水+氧氣；故填：過氧化氫$\stackrel{四氧化三鐵}{→}$水+氧氣；
【實驗拓展】二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，在盛有1克MnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內，觀察現(xiàn)象．故填：在盛有1gMnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內，觀察現(xiàn)象，進行對比．

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．