Question

（2009?南開(kāi)區(qū)一模）CuSO₄溶液對(duì)過(guò)氧化氫的分解具有催化作用．有同學(xué)猜想其他鹽溶液也能在這個(gè)反應(yīng)中起同樣的作用，于是他們做了以下的探究．
（1）請(qǐng)你幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)過(guò)程	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在一支試管中加入5ml5%的H2O2溶液，然后滴入適量的FeCl3溶液，把帶火星的木條伸入試管．	試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃	FeCl3溶液可以催化分解H2O2

（2）已知FeCl₃在水中可解離出Fe³⁺ 和Cl^-，同學(xué)們提出以下猜想：
甲同學(xué)的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同學(xué)的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同學(xué)的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你認(rèn)為最不可能的是

甲

同學(xué)的猜想，理由是

因過(guò)氧化氫溶液中自身有水，可見(jiàn)水不是催化劑

．
（3）同學(xué)們對(duì)余下的兩個(gè)猜想，用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究．請(qǐng)你仔細(xì)分析后填表：

實(shí)驗(yàn)過(guò)程	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
向盛有5ml5%的H2O2溶液的試管中加入少量的HCl，并把帶火星的木條伸入試管．	無(wú)明顯現(xiàn)象	起催化作用的不是Cl-
向盛有5ml5%的H2O2溶液的試管中加入少量的 Fe（NO3）3溶液[或Fe2（SO4）3溶液] ，并把帶火星的木條伸入試管．	試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃	起催化作用的是Fe3+

Answer 1

分析：（1）根據(jù)催化劑的作用，若FeCl₃溶液能催化H₂O₂分解，加入FeCl₃溶液，應(yīng)可觀察到試管中產(chǎn)生大量氣泡，伸入試管中的帶火星木條復(fù)燃；
（2）催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)質(zhì)量都不變，根據(jù)催化劑的這一特點(diǎn)，判斷過(guò)氧化氫溶液中水、FeCl₃溶液中的Fe³⁺、Cl^-是否可以催化過(guò)氧化氫的分解；
（3）為檢驗(yàn)兩種離子中哪一種離子對(duì)過(guò)氧化氫分解起到了催化作用，可采取控制變量的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，即加入其它含F(xiàn)e³⁺或Cl^-的溶液進(jìn)行對(duì)比．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可得知FeCl₃溶液能催化H₂O₂分解，因此，向5%的過(guò)氧化氫溶液加入FeCl₃溶液時(shí)，可以觀察到：試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，伸入的帶火星的木條復(fù)燃；
故答案為：試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；
（2）5%的過(guò)氧化氫溶液中含有大量的水，但分解速率依然很小，說(shuō)明溶液中的水并不能催化過(guò)氧化氫的分解，而且過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，使之在變化前后溶液中水的質(zhì)量發(fā)生了改變；從以上兩個(gè)方面都可以說(shuō)明水不能作用過(guò)氧化氫分解的催化劑，故猜想甲明顯不對(duì)；
故答案為：甲；因過(guò)氧化氫溶液中自身有水，可見(jiàn)水不是催化劑；
（3）為檢驗(yàn)Cl^-向過(guò)氧化氫溶液中加入了含有Cl^-的稀鹽酸，觀察到無(wú)明顯改變，說(shuō)明溶液中的Cl^-不能對(duì)過(guò)氧化氫分解起到催化作用；因此，可推測(cè)溶液中的Fe³⁺催化了過(guò)氧化氫的分解，因此另一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)應(yīng)加入含有Fe³⁺的溶液進(jìn)行，并應(yīng)觀察到產(chǎn)生大量氣體和帶火星木條的復(fù)燃；故可加入含F(xiàn)e³⁺的硫酸鐵溶液或硝酸鐵溶液；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
		起催化作用的不是Cl-
Fe（NO3）3溶液[或Fe2（SO4）3溶液]	試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃	起催化作用的是Fe3+

點(diǎn)評(píng)：催化劑可以改變反應(yīng)的速率但不會(huì)改變反應(yīng)的結(jié)果，催化劑在反應(yīng)前后其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．