Question

15．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(jìn)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)均不變．
【實(shí)驗(yàn)】用天平稱0.2g氧化鐵，用試管取5mL5%的過氧化氫溶液，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（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．	質(zhì)量不變	過氧化氫溶液中： 有氣泡冒出	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立； 猜想Ⅲ成立．

（2）步驟①的目的是檢驗(yàn)過氧化氫溶液是否會自發(fā)的分解放出氧氣．
（3）寫出上述有關(guān)過氧化氫分解的文字表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣．
（4）步驟⑦重復(fù)實(shí)驗(yàn)②、③的目的是判斷氧化鐵在過氧化氫分解前后化學(xué)性質(zhì)是否改變．
【繼續(xù)探究】從上述實(shí)驗(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)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 【猜想】根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)氧化鐵對過氧化氫的分解有催化作用回答；
（2）根據(jù)步驟①的目的是檢驗(yàn)過氧化氫溶液是否會自發(fā)的分解放出氧氣進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)過氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)步驟⑦重復(fù)實(shí)驗(yàn)②、③的目的是判斷氧化鐵在過氧化氫分解前后化學(xué)性質(zhì)是否改變進(jìn)行解答；
【繼續(xù)探究】根據(jù)科學(xué)探究的環(huán)節(jié)探究催化劑表面積大小、使用量等影響化學(xué)反應(yīng)速率．

解答 解：【猜想】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)均不變；故填：質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變；
【實(shí)驗(yàn)】（1）氧化鐵對過氧化氫的分解有催化作用，質(zhì)量反應(yīng)前后不變；故填：質(zhì)量不變；有氣泡冒出；
（2）步驟①的目的是檢驗(yàn)過氧化氫溶液是否會自發(fā)的分解放出氧氣；故填：檢驗(yàn)過氧化氫溶液是否會自發(fā)的分解放出氧氣；
（3）過氧化氫分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；故填：過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
（4）步驟⑦重復(fù)實(shí)驗(yàn)②、③的目的是判斷氧化鐵在過氧化氫分解前后化學(xué)性質(zhì)是否改變；故填：判斷氧化鐵在過氧化氫分解前后化學(xué)性質(zhì)是否改變；
【繼續(xù)探究】科學(xué)探究的環(huán)節(jié)探究催化劑表面積大小、使用量等影響化學(xué)反應(yīng)速率．
所以實(shí)驗(yàn)方案：猜想1：催化劑表面積大小影響化學(xué)反應(yīng)速率．
實(shí)驗(yàn)方法：用兩支試管各盛放5mL5%的過氧化氫溶液，分別加入0.2g粉末狀和顆粒狀的氧化鐵，觀察氣體產(chǎn)生的速率．
猜想2：催化劑的使用量影響化學(xué)反應(yīng)速率．
實(shí)驗(yàn)方法：用兩支試管各盛放5mL5%的過氧化氫溶液，分別加入0.2g和0.5g顆粒大小相同的氧化鐵，觀察氣體產(chǎn)生的速率．
故答案為：：猜想1：催化劑表面積大小影響化學(xué)反應(yīng)速率．
實(shí)驗(yàn)方法：用兩支試管各盛放5mL5%的過氧化氫溶液，分別加入0.2g粉末狀和顆粒狀的氧化鐵，觀察氣體產(chǎn)生的速率．
猜想2：催化劑的使用量影響化學(xué)反應(yīng)速率．
實(shí)驗(yàn)方法：用兩支試管各盛放5mL5%的過氧化氫溶液，分別加入0.2g和0.5g顆粒大小相同的氧化鐵，觀察氣體產(chǎn)生的速率．

點(diǎn)評 催化劑、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要考查對催化劑、催化作用概念的理解，對催化效率影響因素的探究等．