Question

【題目】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能否起到類似MnO2的催化劑作用呢？于是進(jìn)行了以下探究。

【猜想】Ⅰ、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；

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)生了變化；

Ⅲ、Fe2O3是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后_________________ 。

【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。	_________________	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(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、漏斗、燒杯、_______ 。

(4)過(guò)氧化氫能被Fe2O3催化分解放出氧氣的化學(xué)方程式為____________________。

【拓展】 (1)要探究步驟⑤做過(guò)催化劑的Fe2O3其他化學(xué)性質(zhì)，還應(yīng)補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是________。

(2)該學(xué)生為了繼續(xù)探究Fe2O3 的用量對(duì)H2O2分解速率的影響，每次均用30mL10%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500mLO2所用的時(shí)間。結(jié)果圖上圖(其他實(shí)驗(yàn)條件相同)：

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

②Fe2O3 的用量超過(guò) 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

【答案】 質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變 有氣泡冒出 固體質(zhì)量仍為0.3g 帶火星的木條復(fù)燃 與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)Fe2O3加入前后H2O2的分解速度有無(wú)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(nèi)，MnO2的用量越大，H2O2的分解速率越快

【解析】(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；(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）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；(4)過(guò)氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)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(yīng)生成黃色的鐵鹽溶液；(2)①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。