Question

【题目】教材中“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化的化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学研究小组同学们的兴趣。

（提出疑问）氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的能化剂?如果能,其效果加何?

实验步骤	实验现象
①分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支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试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次实验，观察现象	试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃
③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得虑渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag
④分别量取_____过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象

（实验结论）（1）A中产生的气体是_____。

（2）实验2、3证明:氧化铁的质量和_____在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂。

（3）实验4的步骤中应填写_____。

（4）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学反应文字表达式_____。

（实验评价）（5）设计实验4的目的是_____。

（6）若实验4观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此可以得到的结论是_____。

（表达与交流）（7）小组同学在常温下,将a、b、c三个试管中分别加入等量5%过氧化氢的溶液,在其他条件相同时,各滴2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液。绘制了产生的氧气体积和时间变化的曲线如图,请你回答：

①写出两条规律性结论：_____、_____。

②若实验中所得的曲线如图中虚线所示,请推测其中可能的原因_____。

Answer 1

【答案】氧气 化学性质 5mL5% 氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 硫酸铜溶液的浓度越大，过氧化氢分解的速率越大 硫酸铜溶液的浓度不会影响最终产生的氧气质量 其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度变大

【解析】

氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂，氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气。

[提出疑问] 氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气, 氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化。

实验步骤	实验现象
①分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支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试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次实验，观察现象	试管中均产生气泡，带火星的木条均复燃
③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得虑渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag
④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象

[实验结论]（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，A中产生的气体是氧气。

（2）实验2、3证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂。

（3）实验4的步骤中过氧化氢的质量分数和体相同，故应填写5mL5%。

（4）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，反应的文字表达式为

。

[实验评价]（5）二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，故设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂。

（6）若实验4观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂。

[表达与交流]（7）①根据图象可知，产生氧气的速率与硫酸铜溶液的浓度有关，浓度越大，分解速率越快，但是最终产生氧气的量相同，故结论是硫酸铜溶液的浓度越大，过氧化氢分解的速率越大；硫酸铜溶液的浓度不会影响最终产生的氧气质量。

②反应物的浓度越大，反应速率越快，产生的氧气越多；故可能的原因是在其他条件相同时，过氧化氢溶液的浓度变大。