Question

【題目】教材中“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化的化作用”,以及“尋找新的催化劑”研究性實驗,引起了化學(xué)研究小組同學(xué)們的興趣。

（提出疑問）氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的能化劑?如果能,其效果加何?

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條，觀察現(xiàn)象	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；B試管中無明顯現(xiàn)象
②待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次實驗，觀察現(xiàn)象	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條均復(fù)燃
③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag
④分別量取_____過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象

（實驗結(jié)論）（1）A中產(chǎn)生的氣體是_____。

（2）實驗2、3證明:氧化鐵的質(zhì)量和_____在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實驗4的步驟中應(yīng)填寫_____。

（4）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)反應(yīng)文字表達式_____。

（實驗評價）（5）設(shè)計實驗4的目的是_____。

（6）若實驗4觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此可以得到的結(jié)論是_____。

（表達與交流）（7）小組同學(xué)在常溫下,將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%的硫酸銅溶液。繪制了產(chǎn)生的氧氣體積和時間變化的曲線如圖,請你回答：

①寫出兩條規(guī)律性結(jié)論：_____、_____。

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_____。

Answer 1

【答案】氧氣 化學(xué)性質(zhì) 5mL5% 氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑 二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑 硫酸銅溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大 硫酸銅溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量 其他條件相同時，過氧化氫溶液的濃度變大

【解析】

氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃，氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑，氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣。

[提出疑問] 氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣, 氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化。

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條，觀察現(xiàn)象	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；B試管中無明顯現(xiàn)象
②待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次實驗，觀察現(xiàn)象	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條均復(fù)燃
③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag
④分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象

[實驗結(jié)論]（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃，實驗現(xiàn)象A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，A中產(chǎn)生的氣體是氧氣。

（2）實驗2、3證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實驗4的步驟中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)和體相同，故應(yīng)填寫5mL5%。

（4）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，反應(yīng)的文字表達式為

。

[實驗評價]（5）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，故設(shè)計實驗Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑。

（6）若實驗4觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑。

[表達與交流]（7）①根據(jù)圖象可知，產(chǎn)生氧氣的速率與硫酸銅溶液的濃度有關(guān)，濃度越大，分解速率越快，但是最終產(chǎn)生氧氣的量相同，故結(jié)論是硫酸銅溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大；硫酸銅溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量。

②反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快，產(chǎn)生的氧氣越多；故可能的原因是在其他條件相同時，過氧化氫溶液的濃度變大。