Question

【題目】研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)有重要意義．為探究催化劑對(duì)雙氧水分解的催化效果，某研究小組做了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)欲用圖所示實(shí)驗(yàn)來(lái)證明MnO2是H2O2分解反應(yīng)的催化劑．該實(shí)驗(yàn)（填“能”或“不能”）達(dá)到目的，原因是 ．

（2）為探究MnO2的量對(duì)催化效果的影響，乙同學(xué)分別量取50mL 1% H2O2加入容器中，
在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，加入不同質(zhì)量的MnO2 ， 測(cè)量所得氣體體積，數(shù)據(jù)如下：

MnO2的質(zhì)量/g	0.1	0.2	0.4
40s末O2體積/mL	49	61	86

由此得出的結(jié)論是 ， 原因是 ．
（3）為分析Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果，丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（三支試管中均盛有10mL 5% H2O2 ）：

試管	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加試劑	5滴0.1molL﹣1FeCl3	5滴0.1molL﹣1 CuCl2	5滴0.3molL﹣1 NaCl
產(chǎn)生氣泡情況	較快產(chǎn)生細(xì)小氣泡	緩慢產(chǎn)生細(xì)小氣泡	無(wú)氣泡產(chǎn)生

結(jié)論是 ， 實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是 ．
（4）①查閱資料得知：將作為催化劑的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中會(huì)發(fā)生兩個(gè)氧化還原反應(yīng)，且兩個(gè)反應(yīng)中H2O2均參加了反應(yīng)，試從催化劑的角度分析，這兩個(gè)
氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是和（按反應(yīng)發(fā)生的順序?qū)懀��?/span>
②在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分別檢測(cè)出溶液中有二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅，由此得出選擇作為H2O2分解反應(yīng)的催化劑需要滿足的條件是 ．

Answer 1

【答案】
（1）不能；因?yàn)闆]有確認(rèn)MnO2的質(zhì)量和性質(zhì)是否改變
（2）在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，MnO2質(zhì)量越大，反應(yīng)速率越快；固體質(zhì)量越大，其表面積也越大，故反應(yīng)速率加快，催化效果更好
（3）Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好；對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證明Cl﹣對(duì)H2O2的分解沒有催化作用
（4）2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl；2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O；H2O2分解反應(yīng)的催化劑具有氧化性，且其氧化性強(qiáng)于H2O2；催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑
【解析】解：（1）要證明MnO2是H2O2分解反應(yīng)的催化劑，必須證明催化劑在反應(yīng)前后的性質(zhì)和質(zhì)量不改變，而甲同學(xué)沒有做這方面的實(shí)驗(yàn)，所以不能達(dá)到目的，所以答案是：不能；因?yàn)闆]有確認(rèn)MnO2的質(zhì)量和性質(zhì)是否改變；（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，二氧化錳質(zhì)量的增加，相同時(shí)間內(nèi)收集到氧氣的體積也相應(yīng)增加，說(shuō)明反應(yīng)速率加快，原因是在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，固體質(zhì)量越大，其表面積也越大，故反應(yīng)速率加快，催化效果更好，所以答案是：在一定質(zhì)量范圍內(nèi)，MnO2質(zhì)量越大，反應(yīng)速率越快；固體質(zhì)量越大，其表面積也越大，故反應(yīng)速率加快，催化效果更好；（3）從所給的數(shù)據(jù)可知：試管Ⅰ、試管Ⅱ所用試劑的濃度、用量完全一樣，產(chǎn)生氣泡是試管Ⅰ快，試管Ⅱ慢，試管Ⅲ無(wú)氣泡產(chǎn)生，試管Ⅲ是一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明Cl﹣對(duì)H2O2的分解沒有催化作用，從而得到Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好的結(jié)論，所以答案是：Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好；對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證明Cl﹣對(duì)H2O2的分解沒有催化作用；（4）①根據(jù)化合價(jià)的升降和催化劑會(huì)參加反應(yīng)，但最終性質(zhì)和質(zhì)量不改變寫出反應(yīng)方程式，F(xiàn)eCl3和H2O2反應(yīng)，F(xiàn)eCl3中鐵元素化合價(jià)降低，生成氯化亞鐵，雙氧水中氧元素化合價(jià)升高，生成氧氣，方程式為：2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl；FeCl3作催化劑，在第二個(gè)反應(yīng)中重新生成，氯化亞鐵又被雙氧水氧化成氯化鐵，方程式為：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O，所以答案是：2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl 2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O；②二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅都是化合價(jià)降低得到的，說(shuō)明二氧化錳、Fe3+、Cu2+得到電子，作氧化劑，將雙氧水氧化，還原得到的二價(jià)錳、二價(jià)鐵和一價(jià)銅又被雙氧水氧化成二氧化錳、Fe3+、Cu2+ ， 由此得出選擇作為H2O2分解反應(yīng)的催化劑需要滿足的條件是H2O2分解反應(yīng)的催化劑具有氧化性，且其氧化性強(qiáng)于H2O2；催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑，
所以答案是：H2O2分解反應(yīng)的催化劑具有氧化性，且其氧化性強(qiáng)于H2O2；催化劑被還原后所得物質(zhì)又能被H2O2氧化生成催化劑．