Question

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

（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?

實驗步驟	實驗現象
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，觀察現象	A試管中產生氣泡，帶火星的木條復燃；B試管中無明顯現象
②待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次實驗，觀察現象	試管中均產生氣泡，帶火星的木條均復燃
③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為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，觀察現象

（實驗結論）（1）A中產生的氣體是_____。

（2）實驗2、3證明:氧化鐵的質量和_____在反應前后均沒有發生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實驗4的步驟中應填寫_____。

（4）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學反應文字表達式_____。

（實驗評價）（5）設計實驗4的目的是_____。

（6）若實驗4觀察到D試管中產生氣泡的速率更快,由此可以得到的結論是_____。

（表達與交流）（7）小組同學在常溫下,將a、b、c三個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,各滴2滴5%、10%、20%的硫酸銅溶液。繪制了產生的氧氣體積和時間變化的曲線如圖,請你回答：

①寫出兩條規律性結論：_____、_____。

②若實驗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 化學性質 5mL5% 氧化鐵與二氧化錳哪一個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生的氧氣質量 其他條件相同時，過氧化氫溶液的濃度變大

【解析】

氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發生變化，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, 氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發生變化。

實驗步驟	實驗現象
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，觀察現象	A試管中產生氣泡，帶火星的木條復燃；B試管中無明顯現象
②待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次實驗，觀察現象	試管中均產生氣泡，帶火星的木條均復燃
③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為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，觀察現象

[實驗結論]（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星木條復燃，實驗現象A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，A中產生的氣體是氧氣。

（2）實驗2、3證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑。

（3）實驗4的步驟中過氧化氫的質量分數和體相同，故應填寫5mL5%。

（4）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，反應的文字表達式為

。

[實驗評價]（5）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，故設計實驗Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑。

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

[表達與交流]（7）①根據圖象可知，產生氧氣的速率與硫酸銅溶液的濃度有關，濃度越大，分解速率越快，但是最終產生氧氣的量相同，故結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生的氧氣質量。

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