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)欲用下圖所示實(shí)驗(yàn)來證明是分解反應(yīng)的催化劑。該實(shí)驗(yàn)________（填“能”或“不能”）達(dá)到目的，原因是___________。

（2）為探究的量對催化效果的影響，乙同學(xué)分別量取1%加入容器中，在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，加入不同質(zhì)量的，測量所得氣體體積，數(shù)據(jù)如下：

的質(zhì)量/g	0.1	0.2	0.4
40s末體積	49	61	86

由此得出的結(jié)論是______________。

（3）為分析和對分解反應(yīng)的催化效果，丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（三支試管中均盛有）

試管	I	II	III
滴加試劑	5滴	5滴	5滴0.3
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）①查閱資料得知：將作為催化劑的溶液加入溶液后，溶液中會(huì)發(fā)生兩個(gè)氧化還原反應(yīng)，且兩個(gè)反應(yīng)中均參加了反應(yīng)，試從催化劑的角度分析，這兩個(gè)氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是__________和___________（按反應(yīng)發(fā)生的順序?qū)懀��?/span>

②在上述實(shí)驗(yàn)過程中，分別檢測出溶液中有二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅，由此得出選擇作為分解反應(yīng)的催化劑需要滿足的條件是___________。

Answer 1

【答案】 不能 因?yàn)闆]有確認(rèn)的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變 在一定質(zhì)量范圍內(nèi)， 質(zhì)量越大，反應(yīng)速率越快 和對的分解均有催化作用，且比催化效果好 做對比實(shí)驗(yàn)，證明對的分解沒有催化作用 分解反應(yīng)的催化劑具有氧化性，且其氧化性強(qiáng)于；催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被氧化生成催化劑。

【解析】(1)要證明MnO2是H2O2分解反應(yīng)的催化劑，必須證明催化劑在反應(yīng)前后的性質(zhì)和質(zhì)量不改變，而甲同學(xué)沒有做這方面的實(shí)驗(yàn)，所以不能達(dá)到目的，故答案為：不能；因?yàn)闆]有確認(rèn)MnO2的質(zhì)量和性質(zhì)是否改變；

(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(shí)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，故答案為：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(gè)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，故答案為：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)①根據(jù)化合價(jià)的升降和催化劑會(huì)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，FeCl3和H2O2反應(yīng)，FeCl3中鐵元素化合價(jià)降低，生成氯化亞鐵，雙氧水中氧元素化合價(jià)升高，生成氧氣，方程式為：2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl；FeCl3作催化劑，在第二個(gè)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，故答案為：2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl、2FeCl2+H2O2+2HCl =2FeCl3+2H2O；

②二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅都是化合價(jià)降低得到的，說明二氧化錳、Fe3+、Cu2+得到電子，作氧化劑，將雙氧水氧化，還原得到的二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅又被雙氧水氧化成二氧化錳、Fe3+、Cu2+，由此得出選擇作為H2O2分解反應(yīng)的催化劑需要滿足的條件是H2O2分解反應(yīng)的催化劑具有氧化性，且其氧化性強(qiáng)于H2O2；催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑，故答案為：H2O2分解反應(yīng)的催化劑具有氧化性，且其氧化性強(qiáng)于H2O2；催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑。