Question

【題目】教材中“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化的化作用”,以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn),引起了化學(xué)研究小組同學(xué)們的興趣。

（提出疑問）氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的能化劑?如果能,其效果加何?

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條，觀察現(xiàn)象	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；B試管中無明顯現(xiàn)象
②待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條均復(fù)燃
③將實(shí)驗(yàn)②中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag
④分別量取_____過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）（1）A中產(chǎn)生的氣體是_____。

（2）實(shí)驗(yàn)2、3證明:氧化鐵的質(zhì)量和_____在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實(shí)驗(yàn)4的步驟中應(yīng)填寫_____。

（4）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)反應(yīng)文字表達(dá)式_____。

（實(shí)驗(yàn)評價(jià)）（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4的目的是_____。

（6）若實(shí)驗(yàn)4觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此可以得到的結(jié)論是_____。

（表達(dá)與交流）（7）小組同學(xué)在常溫下,將a、b、c三個(gè)試管中分別加入等量5%過氧化氫的溶液,在其他條件相同時(shí),各滴2滴5%、10%、20%的硫酸銅溶液。繪制了產(chǎn)生的氧氣體積和時(shí)間變化的曲線如圖,請你回答：

①寫出兩條規(guī)律性結(jié)論：_____、_____。

②若實(shí)驗(yàn)中所得的曲線如圖中虛線所示,請推測其中可能的原因_____。

Answer 1

【答案】氧氣 化學(xué)性質(zhì) 5mL5% 氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑 二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑 硫酸銅溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大 硫酸銅溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量 其他條件相同時(shí)，過氧化氫溶液的濃度變大

【解析】

氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃，氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑，氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣。

[提出疑問] 氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣, 氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化。

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條，觀察現(xiàn)象	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；B試管中無明顯現(xiàn)象
②待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星的木條均復(fù)燃
③將實(shí)驗(yàn)②中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag
④分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復(fù)燃，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，A中產(chǎn)生的氣體是氧氣。

（2）實(shí)驗(yàn)2、3證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實(shí)驗(yàn)4的步驟中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體相同，故應(yīng)填寫5mL5%。

（4）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式為

。

[實(shí)驗(yàn)評價(jià)]（5）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑。

（6）若實(shí)驗(yàn)4觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑。

[表達(dá)與交流]（7）①根據(jù)圖象可知，產(chǎn)生氧氣的速率與硫酸銅溶液的濃度有關(guān)，濃度越大，分解速率越快，但是最終產(chǎn)生氧氣的量相同，故結(jié)論是硫酸銅溶液的濃度越大，過氧化氫分解的速率越大；硫酸銅溶液的濃度不會影響最終產(chǎn)生的氧氣質(zhì)量。

②反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快，產(chǎn)生的氧氣越多；故可能的原因是在其他條件相同時(shí)，過氧化氫溶液的濃度變大。