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不是催化劑、也不參與反應，反應前后質量和化學性質不變；

Ⅱ、Fe2O3參與反應產生O2，反應前后質量和化學性質發生了變化；

Ⅲ、Fe2O3是反應的催化劑，反應前后_________________ 。

【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現象	步驟⑥結果	步驟⑦現象	結論
________________； 帶火星的木條復燃。	_________________	溶液中有氣泡冒出， _______________。	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ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催化分解放出氧氣的化學方程式為____________________。

【拓展】 (1)要探究步驟⑤做過催化劑的Fe2O3其他化學性質，還應補做的實驗是________。

(2)該學生為了繼續探究Fe2O3 的用量對H2O2分解速率的影響，每次均用30mL10%的H2O2溶液，使用不同質量的Fe2O3作催化劑，測定每次收集到500mLO2所用的時間。結果圖上圖(其他實驗條件相同)：

由圖可知，Fe2O3 的用量對H2O2分解速率影響的規律是：①___________________________ ；

②Fe2O3 的用量超過 一定范圍后，其用量再增大，反應速率不再繼續加快。

Answer 1

【答案】 質量和化學性質不變 有氣泡冒出 固體質量仍為0.3g 帶火星的木條復燃 與步驟③對比，檢驗Fe2O3加入前后H2O2的分解速度有無變化 玻璃棒 2H2O22H2O+O2 用稀鹽酸溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液 在一定范圍內，MnO2的用量越大，H2O2的分解速率越快

【解析】(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；（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，化學方程式為：2H2O22H2O+O2↑；【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；(2)①據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。