Question

3．邏輯推理是化學(xué)學(xué)習(xí)常用的思維方法．某校研究性學(xué)習(xí)小組在做“尋找新的催化劑”課題時(shí)，發(fā)現(xiàn)將生銹的鐵釘放到過氧化氫溶液中，也可以加快過氧化氫的分解速率．于是，它們對此展開探究：
（1）提出問題：什么物質(zhì)是該反應(yīng)催化劑？
（2）設(shè)猜想與假設(shè)：下面是組內(nèi)兩位同學(xué)所作的猜想，請你完成小華的猜想．
【假設(shè)一】小芳同學(xué)：鐵釘表面的氧化鐵是H₂O₂溶液分解反應(yīng)的催化劑．
【假設(shè)二】小華同學(xué)：鐵釘里的鐵是H₂O₂溶液分解反應(yīng)的催化劑．
（3）實(shí)驗(yàn)與結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：把一定質(zhì)量的氧化鐵粉末加入到裝有10mL5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	帶火星的木條復(fù)燃	反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2O2$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H2O+O2↑ 假設(shè)一成立
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入鐵單質(zhì)，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	無現(xiàn)象	假設(shè)二不成立 （填“成立”或“不成立”）

（4）討論交流：同學(xué)們討論后認(rèn)為，小芳的“實(shí)驗(yàn)I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：還要驗(yàn)證氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后是否改變．
（5）反思與評價(jià)：小強(qiáng)通過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)Ⅱ”中一直沒有現(xiàn)象的試管，過了一段時(shí)間后試管中也出現(xiàn)了氣體．

Answer 1

分析 此題涉及到“尋找新的催化劑”，將生銹的鐵釘放到過氧化氫溶液中探究過氧化氫溶液的分解速率，通過（1）步提出的問題再利用（2）步的猜想與假設(shè)，經(jīng)過（3）步的實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象得出結(jié)論，再經(jīng)過（4）步的討論交流，催化劑能改變反應(yīng)速率而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不會(huì)變．

解答 解：（2）帶銹的鐵釘中除了鐵銹外還有單質(zhì)鐵，故猜想鐵是過氧化氫溶液分解的催化劑；
（3）由假設(shè)一成立說明加入氧化鐵后過氧化氫分解產(chǎn)生了氧氣故帶火星的木條復(fù)燃，過氧化氫分解生成水和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
根據(jù)猜想鐵可以做過氧化氫分解的催化劑，所以實(shí)驗(yàn)II中加入的是鐵單質(zhì)，根據(jù)無現(xiàn)象，說明镅設(shè)二不成立；
（4）催化劑不但能改變反應(yīng)的速率，而且本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不能改變．
答案：（2）鐵；（3）帶火星的木條復(fù)燃；2H₂O₂$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；鐵單質(zhì)；不成立；（4）還要驗(yàn)證氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后是否改變．

點(diǎn)評 本題的思路很明確，就是驗(yàn)證氧化鐵對過氧化氫分解是否有催化作用，按照探究實(shí)驗(yàn)的步驟按部就班的完成．