Question

（2009?南開區(qū)一模）CuSO₄溶液對過氧化氫的分解具有催化作用．有同學猜想其他鹽溶液也能在這個反應(yīng)中起同樣的作用，于是他們做了以下的探究．
（1）請你幫助他們完成實驗報告：

實驗過程	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
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．	試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃	FeCl3溶液可以催化分解H2O2

（2）已知FeCl₃在水中可解離出Fe³⁺ 和Cl^-，同學們提出以下猜想：
甲同學的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同學的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同學的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你認為最不可能的是

甲

同學的猜想，理由是

因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑

．
（3）同學們對余下的兩個猜想，用實驗進行了探究．請你仔細分析后填表：

實驗過程	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
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．	無明顯現(xiàn)象	起催化作用的不是Cl-
向盛有5ml5%的H2O2溶液的試管中加入少量的 Fe（NO3）3溶液[或Fe2（SO4）3溶液] ，并把帶火星的木條伸入試管．	試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃	起催化作用的是Fe3+

Answer 1

分析：（1）根據(jù)催化劑的作用，若FeCl₃溶液能催化H₂O₂分解，加入FeCl₃溶液，應(yīng)可觀察到試管中產(chǎn)生大量氣泡，伸入試管中的帶火星木條復燃；
（2）催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學質(zhì)量都不變，根據(jù)催化劑的這一特點，判斷過氧化氫溶液中水、FeCl₃溶液中的Fe³⁺、Cl^-是否可以催化過氧化氫的分解；
（3）為檢驗兩種離子中哪一種離子對過氧化氫分解起到了催化作用，可采取控制變量的方法進行實驗探究，即加入其它含F(xiàn)e³⁺或Cl^-的溶液進行對比．

解答：解：（1）根據(jù)實驗結(jié)論可得知FeCl₃溶液能催化H₂O₂分解，因此，向5%的過氧化氫溶液加入FeCl₃溶液時，可以觀察到：試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，伸入的帶火星的木條復燃；
故答案為：試管中有大量的氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃；
（2）5%的過氧化氫溶液中含有大量的水，但分解速率依然很小，說明溶液中的水并不能催化過氧化氫的分解，而且過氧化氫分解生成水和氧氣，使之在變化前后溶液中水的質(zhì)量發(fā)生了改變；從以上兩個方面都可以說明水不能作用過氧化氫分解的催化劑，故猜想甲明顯不對；
故答案為：甲；因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑；
（3）為檢驗Cl^-向過氧化氫溶液中加入了含有Cl^-的稀鹽酸，觀察到無明顯改變，說明溶液中的Cl^-不能對過氧化氫分解起到催化作用；因此，可推測溶液中的Fe³⁺催化了過氧化氫的分解，因此另一個探究實驗應(yīng)加入含有Fe³⁺的溶液進行，并應(yīng)觀察到產(chǎn)生大量氣體和帶火星木條的復燃；故可加入含F(xiàn)e³⁺的硫酸鐵溶液或硝酸鐵溶液；
故答案為：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
		起催化作用的不是Cl-
Fe（NO3）3溶液[或Fe2（SO4）3溶液]	試管中有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復燃	起催化作用的是Fe3+

點評：催化劑可以改變反應(yīng)的速率但不會改變反應(yīng)的結(jié)果，催化劑在反應(yīng)前后其質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變．