Question

【题目】学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后．某同学想：Fe2O3能否起到类似MnO2的催化剂作用呢？于是进行了以下探究．

（猜想）I．Fe2O3是反应的催化剂，反应前后__；

II．Fe2O3参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；

III．Fe2O3不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变．

（查阅资料）Fe2O3属于碱性氧化物，能够与稀盐酸反应生成氯化铁；氯化铁溶液显棕黄色．

（实验）用天平称量 0.3gFe2O3，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：

（1）填写下表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
__，带火星的木条复燃．	__	溶液中有气泡放出， __	猜想I成立； 猜想II、III不成立．

（2）步骤①的目的是__．

（3）步骤④需用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、__．

（4）过氧化氢能被Fe2O3催化分解放出O2的化学方程式为__．

（拓展）

（1）要探究步骤⑤做过催化剂的Fe2O3其它化学性质，还应补做的实验是__（写一种）．

（2）该同学为了探究Fe2O3的用量对H2O2分解速率的影响．每次均用30mL 10%的H2O2溶液，使用不同质量的Fe2O3作催化剂，测定每次收集到500mL O2所用的时间．结果如图（其他实验条件相同），由图可知，Fe2O3的用量对H2O2分解速率影响的规律是：

①__；

②Fe2O3的用量超出一定范围后，其用量再增大，反应速率不再继续加快．

Answer 1

【答案】质量和化学性质都不变 有气泡放出 Fe2O3质量仍为0.3g（或固体质量仍为0.3g） 带火星木条复燃 与步骤③对比，检验加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有无变化 玻璃棒 用稀盐酸（或稀硫酸）溶解固体，观察是否生成棕黄色溶液 在一定范围内，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快

【解析】

[猜想]I．催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变；

[实验]（1）氧化铁对过氧化氢的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧气的速率，故现象是有气泡，带火星的木条复燃；催化剂的特点是“一变，两不变”，反应前后其质量不变，所以氧化铁的质量仍为0.3g，即步骤⑥、⑦的结果中的氧化铁的质量不变；催化剂的特点是“一变，两不变”，其中反应速率改变，这里是加快，所以步骤⑦的现象是溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃；

（2）步骤①的目的是与步骤③对比，检验加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有无变化；故填：与步骤③对比，检验加入Fe2O3前后H2O2的分解速度有无变化；

（3）过滤操作中需要的仪器是铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒；

（4）过氧化氢在氧化铁的催化作用下生成水和氧气；学方程式为：；

[拓展]（1）氧化铁是一种金属氧化物能与酸反应生成黄色的铁盐溶液；要探究步骤⑤做过催化剂的Fe2O3其它化学性质，还应补做的实验是用稀盐酸（或稀硫酸）溶解固体，观察是否生成棕黄色溶液；

（2）据二氧化锰的用量和收集等体积氧气所用时间的长短的图象可知：反应中二氧化锰的质量在0.1g～0.7g之间时，用量越大，过氧化氢的分解速率越快，当二氧化锰的用量超过0.7g时，反应速率速率不再随二氧化锰的用量增加而加快。由图可知，Fe2O3的用量对H2O2分解速率影响的规律是：在一定范围内，MnO2的用量越大，H2O2分解速率越快。