Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室常用二氧化錳催化過氧化氫溶液分解的方法制取氧氣。該實(shí)驗(yàn)速率快，產(chǎn)物無污染，某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下探究。

（探究實(shí)驗(yàn)）書本介紹了除了用二氧化錳外，硫酸銅溶液也可以催化過氧化氫溶液的分解，查閱資料得知，氯化鐵溶液也可以催化過氧化氫溶液的分解。那么，硫酸銅溶液和氯化鐵溶液催化的效果怎么樣呢？請(qǐng)根據(jù)下表四組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答下面問題

序號(hào)	催化劑	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	FeC13溶液	向5mL4%的H2O2溶液，滴5滴0.1%FeC13溶液	試管中產(chǎn)生大量氣泡	FeC13溶液對(duì)H2O2的分解有較好的催化效果
2	FeC13溶液	向5mL12%的H2O2溶液，滴5滴0.1%FeC13溶液	試管中有適量氣泡
3	CuSO4溶液	向5mL4%的H2O2溶液，滴5滴0.1%CuSO4溶液	試管中產(chǎn)生少量氣泡	CuSO4溶液對(duì)H2O2的分解催化效果一般
4	CuSO4溶液	向5mL12%的H2O2溶液，滴5滴0.1%CuSO4溶液	試管中氣泡量很少

（思考分析）

(1)CuSO4屬于______(填“酸”或“堿”或“鹽”)

(2)請(qǐng)你寫出用二氧化錳催化過氧化氫溶液分解的反應(yīng)方程式______。

(3)通過實(shí)驗(yàn)____(填序號(hào))可以比較硫酸銅溶液和氯化鐵溶液催化過氧化氫溶液分解的效果。

(4)請(qǐng)你從上面的實(shí)驗(yàn)，選擇一組合適的藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，____%H2O2溶液，______(填催化劑的種類和濃度)。

(5)從上面的實(shí)驗(yàn)中，你還能得到什么結(jié)論______。

（拓展延伸）

(6)在老師的鼓勵(lì)下，同學(xué)們繼續(xù)探究FeCl3溶液中到底是哪種粒子催化H2O2的分解，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究______。

(7)另一名同學(xué)了解到，加熱也可促進(jìn)過氧化氫溶液分解，于是進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，分別取5mL12%的H2O2溶液于試管中進(jìn)行水浴加熱，步驟和現(xiàn)象如下：

序號(hào)	加熱耗時(shí)	水浴溫度	分解現(xiàn)象
1	12分	65℃	少量氣泡
2	15分	74℃	明顯氣泡
3	21分	87℃	大量氣泡

根據(jù)該同學(xué)的探究，試分析回答，為什么實(shí)驗(yàn)室通常不用加熱過氧化氫溶液的方法制氧氣？(兩點(diǎn)理由)：______。

Answer 1

【答案】鹽 實(shí)驗(yàn)1和3(或?qū)嶒?yàn)2和4) 4 0.1%FeC13溶液 過氧化氫溶液的濃度越大，反應(yīng)的速率越慢 向兩份等濃度、等體積的過氧化氫溶液分別加入同濃度的硫酸鐵溶液和氯化鈉溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率快慢 一需要加熱，消耗能源；二是反應(yīng)緩慢，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)

【解析】

(1)硫酸銅是由金屬陽離子與酸根陰離子構(gòu)成的化合物，屬于鹽；
(2)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣；反應(yīng)方程式為：；

(3)比較硫酸銅溶液和氯化鐵溶液催化過氧化氫溶液分解的效果，過氧化氫溶液的體積與濃度應(yīng)完全相同，硫酸銅溶液和氯化鐵溶液的體積與濃度也要完全相同，所以可選擇實(shí)驗(yàn)1和3或?qū)嶒?yàn)2和4進(jìn)行對(duì)比；

(4)由表格中的數(shù)據(jù)以及產(chǎn)生氧氣的快慢可知，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣適合用4%H2O2溶液和0.1%FeC13溶液；

(5)由實(shí)驗(yàn)1和2、實(shí)驗(yàn)3和4對(duì)比可知，過氧化氫溶液的濃度越大，反應(yīng)的速率越慢；

(6)FeCl3溶液中含有水分子、鐵離子和氯離子，水分子無需驗(yàn)證，但是需要驗(yàn)證鐵離子和氯離子對(duì)過氧化氫分解速率的影響，因此可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：向兩份等濃度、等體積的過氧化氫溶液分別加入同濃度的硫酸鐵溶液和氯化鈉溶液，觀察產(chǎn)生氣泡的速率快慢；

(7)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，用加熱過氧化氫溶液的方法制氧氣的缺點(diǎn)是：一需要加熱，消耗能源；二是反應(yīng)緩慢，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。