Question

甲同學(xué)在用雙氧水制取氧氣時，誤把Fe₂O₃粉末當(dāng)成MnO₂放入雙氧水中，發(fā)現(xiàn)也有大量氣泡產(chǎn)生．他意識到這個錯誤后，聯(lián)想到MnO₂可作為H₂O₂分解的催化劑，那么Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑呢？請你一起參與探究，并填寫下列空白．
【猜想】Fe₂O₃能作為H₂O₂分解的催化劑．
【實驗驗證】甲同學(xué)依次設(shè)計了三個實驗：
實驗一：取一定量的H₂O₂溶液于試管中，觀察到有極少量氣泡產(chǎn)生，伸入帶火星的木條，沒有復(fù)燃．說明

 

．
實驗二：在實驗一的試管中加入W g Fe₂O₃粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃．說明

 

．
實驗三：待反應(yīng)結(jié)束后，將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為W g．說明

 

．
【實驗結(jié)論】甲同學(xué)認(rèn)為，F(xiàn)e₂O₃粉末可以作為H₂O₂分解的催化劑．寫出該反應(yīng)的反應(yīng)式

 

．
【反思評價】乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補(bǔ)充一個探究實驗．該實驗是

 

．
【拓展】如表是丙同學(xué)探究影響H₂O₂分解因素時所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析，你能得出的結(jié)論是

 

，用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間：

濃度 時間（min） 催化劑	30%H2O2溶液	15%H2O2溶液	5%H2O2溶液
加入W g MnO2	0.2	0.8	2.0
加入W g Fe2O3	7.0	9.0	16.0

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,氧氣的檢驗和驗滿,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【實驗驗證】根據(jù)催化劑的特點去分析該題，催化劑的特點：催化劑只改變反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變進(jìn)行解答；
【實驗結(jié)論】分析題干反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
【反思評價】根據(jù)催化劑的特點結(jié)合上述實驗去分析應(yīng)進(jìn)行的實驗；
【拓展】根據(jù)對比實驗數(shù)據(jù)可知相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應(yīng)越快）進(jìn)行解答．

解答：解：【實驗驗證】實驗一：帶火星的木條沒有復(fù)燃．說明產(chǎn)生的氧氣的量少；
實驗二：木條立即復(fù)燃，說明氧化鐵加入后能加快過氧化氫的分解；
實驗三：固體質(zhì)量仍為Wg，說明反應(yīng)前后氧化鐵的質(zhì)量不變．
【實驗結(jié)論】Fe₂O₃粉末可以作為H₂O₂分解的催化劑．該反應(yīng)的反應(yīng)式是：2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【反思評價】要證明氧化鐵是過氧化氫的分解反應(yīng)的催化劑，還需要驗證氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變．所以，要進(jìn)行的實驗是：將得到的固體加入過氧化氫溶液中，有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，說明氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變．
【拓展】分析表格數(shù)據(jù)可知：當(dāng)雙氧水濃度相同時，向其中加入等質(zhì)量的二氧化錳和三氧化二鐵，發(fā)現(xiàn)生成等量的氧氣所需要的時間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產(chǎn)生氧氣的速率快；由此得出的結(jié)論是：相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或其他條件相同的情況下，H₂O₂濃度越大，產(chǎn)生氧氣的速率越快；
故答為：【實驗驗證】實驗一：產(chǎn)生的氧氣量少；實驗二：氧化鐵能加快過氧化氫的分解；實驗三：氧化鐵的質(zhì)量不變；【實驗結(jié)論】2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；【反思評價】將得到的固體加入過氧化氫溶液中，有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，說明氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不變；【拓展】相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應(yīng)越快）．

點評：此題屬于實驗探究題，作此題時要抓住催化劑的特點，理清思路，不要漏掉實驗步驟．