Question

【题目】二氧化锰可作过氧化氢溶液分解的催化剂，兴趣小组想探究过氧化氢分解有没有其他催化剂，以及影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外还有哪些。

Ⅰ.（提出问题）氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？

（实验探究）

实验步骤	实验现象
①分别取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A中加入1g氧化铁粉末，并分别在A、B试管中插入带火星的木条，观察现象。	A试管中产生气泡，带火星的木条复燃，B试管中无明显现象。
②待A中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，如此反复3次。	试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃。
③将步骤②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量为ag。
④分别取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C中加入1g氧化铁粉末，向D中加入1g二氧化锰粉末，观察现象。

（实验结论）

(1)步骤②证明氧化铁的___在反应前后没有发生变化；③中如果a=___，证明氧化铁的___在反应前后没有发生变化。由①②③可知，氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。

(2)写出试管A中发生反应的文字表达式___。

（实验评价）

设计实验步骤④的目的是___，若观察到D试管中产生气泡的速率比C试管中快，由此可以得到的结论是___。

Ⅱ.探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响。

（交流讨论）可以通过测定相同条件下不同浓度过氧化氢溶液___来探究。

A 产生相同体积氧气的时间 B 产生氧气的总体积 C 单位时间内产生氧气的体积

（实验探究）

按图1装置进行实验：水浴温度控制在21℃，二氧化锰均为0.5g，过氧化氢溶液均为5mL，三颈瓶容积为250mL，恒压漏斗(漏斗的支管与三颈瓶相连)的作用是使过氧化氢溶液自行下滴。数字传感器数据绘制图像如图2、图3。

（实验结论）

图2说明过氧化氢溶液浓度与反应速率之间的关系是____，结合图3，以10%H2O2溶液为例分析，三颈瓶内气压后来慢慢降低的原因是_____。

Answer 1

【答案】化学性质 1g 质量 比较氧化铁和二氧化锰的催化效果 相同条件下，二氧化锰的催化效果比氧化铁好 AC 过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快 实验结束后，温度逐渐降低，瓶内压强减小

【解析】

探究过氧化氢分解有没有其他催化剂，以及影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外还有哪些。

Ⅰ.提出问题：氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？

实验探究：步骤见题干。

实验结论：

(1)催化剂可以加快反应速率，且反应前后催化剂的化学性质和质量保持不变。实验步骤①的现象氧化铁可以加快产生氧气的速率，还需要验证反应前后氧化铁的化学性质和质量保持不变；因此步骤②证明氧化铁的化学性质在反应前后没有发生变化；③中如果a=1g，证明氧化铁的质量在反应前后没有发生变化。综合步骤①②③可知，氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。

(2)试管A中过氧化氢在氧化铁做催化剂的条件下分解生成氧气和水，反应的文字表达式为。

实验评价：

实验步骤④是以氧化铁和二氧化锰分别催化相同的过氧化氢溶液来对照，设计实验步骤④的目的是比较氧化铁和二氧化锰的催化效果，若观察到D加二氧化锰的试管中产生气泡的速率比C加氧化铁的试管中快，由此可以得到的结论是相同条件下，二氧化锰的催化效果比氧化铁好。

Ⅱ.探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响。

交流讨论：可以通过测定相同条件下不同浓度过氧化氢溶液产生相同体积氧气的时间或单位时间内产生氧气的体积来探究，AC都符合题意。

实验探究：

按图1装置和题干中的条件进行实验，得到相关数据绘制图像如图2、图3。

图2是不同浓度过氧化氢溶液分解时气压与时间的关系，图3是不同浓度过氧化氢溶液分解时温度与时间的关系，分析图2和图3中的数据可以得出实验结论，

实验结论：

图2说明过氧化氢溶液浓度与反应速率之间的关系是过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快，结合图3，以10%H2O2溶液为例分析，三颈瓶内气压后来慢慢降低的原因是实验结束后，温度逐渐降低，瓶内压强减小。