Question

4．學(xué)習(xí)了二氧化錳過氧化氫分解有催化作用的知識后，某興趣小組的同學(xué)提出問題：氧化鐵能否起到類似于二氧化錳的催化作用呢？于是他們進行了以下探究．
【猜想】
Ⅰ．氧化鐵不是反應(yīng)的催化劑、也不參與反應(yīng)，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后均不變；
Ⅱ．氧化鐵參與反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，但化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；
Ⅲ．氧化鐵是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．
【實驗】用天平稱0.2g氧化鐵，用試管取5mL 5%的過氧化氫溶液，進行如下實驗：

（注：氧化鐵不溶于水，過濾可與水分離）
（1）填寫下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
帶火星的木條復(fù)燃．	0.2g	過氧化氫溶液中： 產(chǎn)生氣泡	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立； 猜想Ⅲ成立．

（2）步驟①的目的是檢驗過氧化氫能否自發(fā)分解．
（3）寫出上述有關(guān)過氧化氫分解的文字表達式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（4）步驟⑦重復(fù)實驗②、③的目的是檢驗氧化鐵在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)是否改變．
【繼續(xù)探究】從上述實驗得出氧化鐵是反應(yīng)的催化劑．對同種催化劑，有哪些因素可能影響催化效果？請?zhí)岢霾孪氩⒃O(shè)計實驗進行探究．（注意：至少探究兩種因素，答對一種因素獎勵2分，本題最多獎勵4分，化學(xué)試卷總分不超過60分）

Answer 1

分析 催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不變；
過氧化氫分解生成水和氧氣，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃．

解答 解：【猜想】
Ⅰ．氧化鐵不是反應(yīng)的催化劑、也不參與反應(yīng)，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后均不變；
Ⅱ．氧化鐵參與反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)前后質(zhì)量不變，但化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；
Ⅲ．氧化鐵是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．
故填：質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．
【實驗】
（1）填表如下所示：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
帶火星的木條復(fù)燃．	0.2g	過氧化氫溶液中：產(chǎn)生氣泡	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立； 猜想Ⅲ成立．

（2）步驟①的目的是檢驗過氧化氫能否自發(fā)分解．
故填：檢驗過氧化氫能否自發(fā)分解．
（3）過氧化氫分解生成水和氧氣，反應(yīng)的文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
故填：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（4）步驟⑦重復(fù)實驗②、③的目的是檢驗氧化鐵在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)是否改變．
故填：檢驗氧化鐵在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)是否改變．
【繼續(xù)探究】
猜想1：催化劑表面積大小影響化學(xué)反應(yīng)的速率；
實驗方法：取兩支試管，分別加入5mL5%的過氧化氫溶液，再分別加入0.2g粉末狀、顆粒狀的氧化鐵，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢；
猜想2：催化劑的用量影響化學(xué)反應(yīng)的速率；
實驗方法：取兩支試管，分別加入5mL5%的過氧化氫溶液，再分別加入0.2g、0.5g粉末狀的氧化鐵，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．