Question

甲同學在用雙氧水制取氧氣時，誤把Fe₂O₃粉末當成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，沒有復燃．說明H₂O₂溶液常溫下緩慢分解．
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，木條復燃．說明

 

．
實驗三：待反應結(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

 

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【實驗結(jié)論】甲同學認為，F(xiàn)e₂O₃粉末可以作為H₂O₂分解的催化劑．
【反思評價】乙同學認為要證明甲同學的結(jié)論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補充一個探究實驗：把實驗三干燥后的Fe₂O₃粉末加入到盛有H₂O₂溶液于試管中，然后伸入帶火星的木條，木條復燃．該實驗的目的是

 

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【拓展】為探究催化劑的種類對H₂O₂溶液分解速度的影響，甲設(shè)計以下對比實驗：
Ⅰ．將10毫升5%H₂O₂溶液與1.0g MnO₂均勻混合制取相同體積O₂所需的時間15min．
Ⅱ．將10毫升x%H₂O₂溶液與1.0g Fe₂O₃均勻混合制取相同體積O₂所需的時間8min，則中x的值應為

 

．
實驗結(jié)論：在相同條件下使用

 

作催化劑，雙氧水分解得更快．

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用

專題：科學探究

分析：根據(jù)過氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒有復燃，說明產(chǎn)生氧氣速度慢，加入氧化鐵后，帶火星木條復燃，說明氧化鐵加快了反應速度；催化劑在反應前后本身質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學性質(zhì)．

解答：解：實驗二：在實驗二的試管中加入Wg 氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復燃，說明加入氧化鐵后產(chǎn)生氧氣的速度加快了很多，說明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；
實驗三：在實驗三種將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為Wg，說明了反應前后氧化鐵質(zhì)量不變；
【反思評價】催化劑在反應前后本身質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學性質(zhì)是否改變．
【拓展】為探究催化劑的種類對H₂O₂溶液分解速度的影響，所以設(shè)計對比實驗時過氧化氫溶液的濃度應該相同，故x的值應為5；
Ⅰ．將10毫升5%H₂O₂溶液與1.0g MnO₂均勻混合制取相同體積O₂所需的時間15min
Ⅱ．將10毫升5%H₂O₂溶液與1.0g Fe₂O₃均勻混合制取相同體積O₂所需的時間8min．
實驗結(jié)論：在相同條件下使用氧化鐵作催化劑，雙氧水分解得更快．
故答案為：實驗二：氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；
實驗三：反應前后氧化鐵質(zhì)量不變；
【反思評價】：探究反應前后氧化鐵的化學性質(zhì)不變；
【拓展】5；Fe₂O₃．

點評：解答本題關(guān)鍵是要知道催化劑在反應前后本身質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變，催化劑一定能加快反應速度．