Question

6．學(xué)習(xí)了MnO₂對(duì)過(guò)氧化氫分解有催化作用的知識(shí)后．某同學(xué)想：Fe₂O₃能否起到類(lèi)似MnO₂的催化劑作用呢？于是進(jìn)行了以下探究．
【猜想】Ⅰ．Fe₂O₃是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變；
Ⅱ．Fe₂O₃參與反應(yīng)產(chǎn)生O₂，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；
Ⅲ．Fe₂O₃不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
【查閱資料】Fe₂O₃屬于堿性氧化物，能夠與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵；氯化鐵溶液顯棕黃色．
【實(shí)驗(yàn)】用天平稱(chēng)量 0.3gFe₂O₃，取5mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）填寫(xiě)下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
有氣泡放出，帶火星的木條復(fù)燃．	Fe2O3質(zhì)量仍為0.3g（或固體質(zhì)量仍為0.3g）	溶液中有氣泡放出， 帶火星木條復(fù)燃	猜想I成立； 猜想II、III不成立．

（2）步驟①的目的是與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入Fe₂O₃前后H₂O₂的分解速度有無(wú)變化．
（3）步驟④需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒．
（4）過(guò)氧化氫能被Fe₂O₃催化分解放出O₂的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【拓展】
（i）要探究步驟⑤做過(guò)催化劑的Fe₂O₃其它化學(xué)性質(zhì)，還應(yīng)補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是用稀鹽酸（或稀硫酸）溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液（寫(xiě)一種）．
（ii）該同學(xué)為了探究Fe₂O₃的用量對(duì)H₂O₂分解速率的影響．每次均用30mL 10%的H₂O₂溶液，使用不同質(zhì)量的Fe₂O₃作催化劑，測(cè)定每次收集到500mL O₂所用的時(shí)間．結(jié)果如圖（其他實(shí)驗(yàn)條件相同）：
由圖可知，F(xiàn)e₂O₃的用量對(duì)H₂O₂分解速率影響的規(guī)律是
①在一定范圍內(nèi)，MnO₂的用量越大，H₂O₂分解速率越快；
②Fe₂O₃的用量超出一定范圍后，其用量再增大，反應(yīng)速率不再繼續(xù)加快．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)催化劑的定義回答．
【實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用回答③現(xiàn)象；根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答⑥⑦結(jié)果；根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答現(xiàn)象．
（2）根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的探究方法回答．
（3）根據(jù)過(guò)濾操作所需儀器來(lái)分析；
（4）根據(jù)信息結(jié)合化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)分析；
【拓展】
（i）根據(jù)金屬氧化物的性質(zhì)來(lái)分析；
（ii）根據(jù)二氧化錳的用量和收集等體積氧氣所用時(shí)間的長(zhǎng)短分析解答．

解答 解：【猜想】I．催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，即反應(yīng)速率變，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；故填：質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變；
【實(shí)驗(yàn)】（1）氧化鐵對(duì)過(guò)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(fù)燃；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，反應(yīng)前后其質(zhì)量不變，所以氧化鐵的質(zhì)量仍為0.3g，即步驟⑥、⑦的結(jié)果中的氧化鐵的質(zhì)量不變；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，其中反應(yīng)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(fù)燃．故填：有氣泡放出；Fe₂O₃質(zhì)量仍為0.3g（或固體質(zhì)量仍為0.3g）；帶火星木條復(fù)燃；
（2）步驟①的目的是與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入Fe₂O₃前后H₂O₂的分解速度有無(wú)變化；故填：與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入Fe₂O₃前后H₂O₂的分解速度有無(wú)變化；
（3）過(guò)濾操作中需要的儀器是鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒；故填：玻璃棒；
玻璃棒（答實(shí)驗(yàn)用品“濾紙”不給分）
（4）過(guò)氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【拓展】（i）氧化鐵是一種金屬氧化物能與酸反應(yīng)生成黃色的鐵鹽溶液；故填：用稀鹽酸（或稀硫酸）溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液；
（ii）據(jù)二氧化錳的用量和收集等體積氧氣所用時(shí)間的長(zhǎng)短的圖象可知：反應(yīng)中二氧化錳的質(zhì)量在0.1g～0.7g之間時(shí)，用量越大，過(guò)氧化氫的分解速率越快，當(dāng)二氧化錳的用量超過(guò)0.7g時(shí)，反應(yīng)速率速率不再隨二氧化錳的用量增加而加快；故填：在一定范圍內(nèi)，MnO₂的用量越大，H₂O₂分解速率越快．

點(diǎn)評(píng) 催化劑、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要考查對(duì)催化劑、催化作用概念的理解，對(duì)催化效率影響因素的探究等．