Question

【題目】學(xué)習(xí)了MnO2對(duì)過(guò)氧化氫分解有催化作用的知識(shí)后．某同學(xué)想：Fe2O3能否起到類似MnO2的催化劑作用呢？于是進(jìn)行了以下探究．

（猜想）I．Fe2O3是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后__；

II．Fe2O3參與反應(yīng)產(chǎn)生O2，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；

III．Fe2O3不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．

（查閱資料）Fe2O3屬于堿性氧化物，能夠與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵；氯化鐵溶液顯棕黃色．

（實(shí)驗(yàn)）用天平稱量 0.3gFe2O3，取5mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）填寫下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
__，帶火星的木條復(fù)燃．	__	溶液中有氣泡放出， __	猜想I成立； 猜想II、III不成立．

（2）步驟①的目的是__．

（3）步驟④需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、__．

（4）過(guò)氧化氫能被Fe2O3催化分解放出O2的化學(xué)方程式為__．

（拓展）

（1）要探究步驟⑤做過(guò)催化劑的Fe2O3其它化學(xué)性質(zhì)，還應(yīng)補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是__（寫一種）．

（2）該同學(xué)為了探究Fe2O3的用量對(duì)H2O2分解速率的影響．每次均用30mL 10%的H2O2溶液，使用不同質(zhì)量的Fe2O3作催化劑，測(cè)定每次收集到500mL O2所用的時(shí)間．結(jié)果如圖（其他實(shí)驗(yàn)條件相同），由圖可知，Fe2O3的用量對(duì)H2O2分解速率影響的規(guī)律是：

①__；

②Fe2O3的用量超出一定范圍后，其用量再增大，反應(yīng)速率不再繼續(xù)加快．

Answer 1

【答案】質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變 有氣泡放出 Fe2O3質(zhì)量仍為0.3g（或固體質(zhì)量仍為0.3g） 帶火星木條復(fù)燃 與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有無(wú)變化 玻璃棒 用稀鹽酸（或稀硫酸）溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液 在一定范圍內(nèi)，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快

【解析】

[猜想]I．催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，即反應(yīng)速率變，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；

[實(shí)驗(yàn)]（1）氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故現(xiàn)象是有氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，反應(yīng)前后其質(zhì)量不變，所以氧化鐵的質(zhì)量仍為0.3g，即步驟⑥、⑦的結(jié)果中的氧化鐵的質(zhì)量不變；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，其中反應(yīng)速率改變，這里是加快，所以步驟⑦的現(xiàn)象是溶液中有氣泡放出，帶火星的木條復(fù)燃；

（2）步驟①的目的是與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有無(wú)變化；故填：與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有無(wú)變化；

（3）過(guò)濾操作中需要的儀器是鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒；

（4）過(guò)氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣；學(xué)方程式為：；

[拓展]（1）氧化鐵是一種金屬氧化物能與酸反應(yīng)生成黃色的鐵鹽溶液；要探究步驟⑤做過(guò)催化劑的Fe2O3其它化學(xué)性質(zhì)，還應(yīng)補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是用稀鹽酸（或稀硫酸）溶解固體，觀察是否生成棕黃色溶液；

（2）據(jù)二氧化錳的用量和收集等體積氧氣所用時(shí)間的長(zhǎng)短的圖象可知：反應(yīng)中二氧化錳的質(zhì)量在0.1g～0.7g之間時(shí)，用量越大，過(guò)氧化氫的分解速率越快，當(dāng)二氧化錳的用量超過(guò)0.7g時(shí)，反應(yīng)速率速率不再隨二氧化錳的用量增加而加快。由圖可知，Fe2O3的用量對(duì)H2O2分解速率影響的規(guī)律是：在一定范圍內(nèi)，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快。