Question

CuSO₄溶液對(duì)過(guò)氧化氫的分解具有催化作用，有同學(xué)猜想其他鹽溶液也能在這個(gè)反應(yīng)中起同樣的作用，于是他們做了以下的探究．
（1）請(qǐng)你幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在一支試管中加入5ml5%的H₂O₂溶液，然后滴入適量的FeCl₃溶液，把帶火星的木條伸入試管．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①

試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂
（2）已知FeCl₃在水中可解離出Fe³⁺ 和Cl^-，同學(xué)們提出以下猜想：
甲同學(xué)的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同學(xué)的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同學(xué)的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你認(rèn)為最不可能的是 ②

甲

 同學(xué)的猜想，理由是 ③

l5%的H₂O₂溶液中自身有水，可見(jiàn)水不是催化劑

．
（3）同學(xué)們對(duì)余下的兩個(gè)猜想，用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究．請(qǐng)你仔細(xì)分析后填表：
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl，并把帶火星的木條伸入試管．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無(wú)明顯現(xiàn)象
結(jié)論④

起催化作用的不是Cl^-

．
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的⑤

Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）

，并把帶火星的木條伸入試管．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：⑥

試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃

．
結(jié)論：⑦

起催化作用的是Fe³⁺

．

Answer 1

分析：（1）FeCl₃溶液對(duì)雙氧水的分解有催化作用，所以現(xiàn)象是試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；
（2）對(duì)于真正催化分解H₂O₂的到底是H₂O、Fe³⁺還是Cl^-，同學(xué)共有三個(gè)猜想，根據(jù)推理，可知最不可能的是甲；
（3）通過(guò)加入加入少量的HCl引入Cl^-，而無(wú)明顯現(xiàn)象，起催化作用的不是Cl^-；從而可知起催化作用的一定是鐵離子，通過(guò)加入Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液引入Fe³⁺，H₂O₂的分解被促進(jìn)，故試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明起催化作用的是Fe³⁺．

解答：解：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂，所以向H₂O₂溶液中滴入適量的FeCl₃溶液，2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，有大量O₂生成，把帶火星的木條伸入試管，木條復(fù)燃，
故答案為：試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；
（2）三個(gè)猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%過(guò)氧化氫溶液中自身有水，但一般情況過(guò)氧化氫溶液比較穩(wěn)定，不會(huì)自行分解，可見(jiàn)水不是催化劑，
故答案為：甲； 因過(guò)氧化氫溶液中自身有水，可見(jiàn)水不是催化劑；
（3）由第（2）題排除了甲同學(xué)的猜想，現(xiàn)向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl，引入了Cl^-，將帶火星的木條伸入試管．無(wú)明顯現(xiàn)象，可見(jiàn)Cl^-沒(méi)有促進(jìn)H₂O₂ 分解，證明Cl^-不是H₂O₂分解的催化劑．丙同學(xué)猜想不正確，故結(jié)論為：起催化作用的不是Cl^-；
甲和丙同學(xué)的猜想均不正確，可知起催化作用的一定是乙同學(xué)的猜想：Fe³⁺，所以應(yīng)該向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的鐵鹽來(lái)引入Fe³⁺，可以選用 Fe（NO₃）₃溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液；
由于Fe³⁺起到了催化作用促進(jìn)了雙氧水分解，所以現(xiàn)象為：試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃，說(shuō)明是Fe³⁺起到了催化作用，
故答案為：起催化作用的不是Cl^-；Fe（NO₃）₂溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）； 試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；起催化作用的是Fe³⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題從對(duì)比試驗(yàn)的角度驗(yàn)證了對(duì)H₂O₂起催化作用的是Fe³⁺，把握催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響及習(xí)題中的信息為解答的關(guān)鍵，注意氧氣的檢驗(yàn)方法，題目難度中等．