Question

13．科學探究是奇妙的過程，在一次實驗中小文不小心把硫酸鐵溶液滴加到了盛有5%H₂O₂溶液的試管中，立即有大量的氣泡產(chǎn)生，硫酸鐵溶液中含有三種粒子（H₂O、SO₄^2-、Fe³⁺），小文想知道硫酸鐵溶液中的哪種粒子能使雙氧水分解的速度加快，請你和小文一起通過如圖1所示的兩個實驗完成這次探究活動，并填寫空白．

（1）你認為最不可能的是哪一種粒子H₂O分子，理由是過氧化氫的溶液中含有水分子．
（2）檢驗實驗產(chǎn)生的氣體是否是氧氣的方法是把帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃則是氧氣．
（3）在實驗②中加入稀硫酸后，無明顯變化，說明SO₄^2-不起催化作用；
（4）小明如果要確定硫酸鐵是催化劑，還須通過實驗確認它在化學反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變．
（5）經(jīng)證明硫酸鐵是過氧化氫分解的催化劑，寫出硫酸鐵催化過氧化氫分解的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;硫酸鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（6）．小華通過實驗發(fā)現(xiàn)，硫酸鐵溶液的濃度也會影響過氧化氫分解的速率，常溫下，他在a、b、c三個試管中分別加入等量5%過氧化氫的溶液，在其他條件相同時，各滴2滴5%、10%、20%的硫酸鐵溶液，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了產(chǎn)生氧氣體積和時間變化的曲線如圖2，請你觀察如圖2回答問題：
①寫出兩條規(guī)律性結(jié)論：硫酸鐵溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大；硫酸鐵溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量．
②若實驗中所得的曲線如圖中虛線所示，請推測其中可能的原因在其他條件相同時，過氧化氫溶液的濃度變大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過氧化氫溶液中含有水分子來分析；
（2）根據(jù)氧氣具有助燃性來分析；
（3）根據(jù)硫酸中含有硫酸根離子來分析；
（4）根據(jù)催化劑的特征來分析；
（5）根據(jù)反應物、生成物以及反應條件來分析書寫；
（6）根據(jù)圖象信息來分析解答．

解答 解：（1）過氧化氫溶液中有水，因此是水分子所起催化作用，故不正確；故填：H₂O分子；過氧化氫的溶液中含有水分子；
（2）因為氧氣具有助燃行，可把一根帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃則是氧氣；故填：把帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃則是氧氣；
（3）加入硫酸后，過氧化氫溶液不會分解產(chǎn)生氧氣，說明不是硫酸根離子所起的催化作用；故填：SO₄^2-；
（4）根據(jù)催化劑的特征可知，要想確定是否是硫酸鐵所起的催化作用，還需要通過實驗確定其質(zhì)量和化學性質(zhì)沒有改變才可以；故填：質(zhì)量和化學性質(zhì)沒有改變；
（5）過氧化氫在硫酸鐵的催化作用下分解為水和氧氣；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;硫酸鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（6）①根據(jù)圖象可知，產(chǎn)生氧氣的速率與硫酸鐵溶液的濃度有關(guān)，濃度越大，分解速率越快，但是最終產(chǎn)生氧氣的量相同；故填：硫酸鐵溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大；硫酸鐵溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量；
②反應物的濃度越大，反應速率越快，產(chǎn)生的氧氣越多；故填：在其他條件相同時，過氧化氫溶液的濃度變大．
答案：
（1）H₂O分子；
（2）把帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃則是氧氣；
（3）SO₄^2-；
（4）質(zhì)量和化學性質(zhì)；
（5）2H₂O₂$\frac{\underline{\;硫酸鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（6）①硫酸鐵溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大；硫酸鐵溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量；
②在其他條件相同時，過氧化氫溶液的濃度變大．

點評 本題要抓住催化劑的特點“一變、二不變”，即改變其它反應的化學反應速率，本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在化學反應前后都不變，就可以設計有關(guān)的實驗步驟，本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．