Question

3．某化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后，想再探究四氧化三铁是否也可作过氧化氢分解的催化剂．请你一起参与他们的探究过程．
【查阅资料】四氧化三铁能与稀硫酸反应，产生黄色溶液．
【提出问题】四氧化三铁能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【作出猜想】四氧化三铁能作过氧化氢分解的催化剂．
【实验验证】

实验编号	实验操作	实验现象
①	在试管中加入过氧化氢溶液，然后将带火星的木条伸入试管中	有少量气泡，木条不复燃
②	在装有过氧化氢溶液的试管中加入1g四氧化三铁，然后将带火星的木条伸入试管中	产生大量的气泡木条复燃
③	待②中反应结束，将试管中将试管里的剩余物进行、洗涤、干燥、称量	称得固体质量为1g
④	将③中所得固体放入试管中，滴入足量的稀硫酸，充分震荡

【得出结论】
（1）实验③、④证明：四氧化三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．
（2）写出四氧化三铁催化过氧化氢分解的文字表达式过氧化氢$\stackrel{四氧化三铁}{→}$水+氧气．
【实验拓展】请设计实验探究四氧化三铁和二氧化锰哪种物质更适合做过氧化氢分解的催化剂．

Answer 1

分析 【实验验证】根据稀硫酸的性质来分析；
【得出结论】（1）根据实验②、③证明：四氧化三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进行解答；
（2）根据四氧化三铁催化过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
【实验拓展】根据在盛有1克MnO₂固体的试管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再将带火星的木条伸入试管内，观察现象进行比较解答．

解答 解：【实验验证】因为得出的结论是四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂，那么将③中所得固体放入试管中，滴入足量的稀硫酸，充分震荡，会发现黑色固体消失，溶液变成黄色；故填：黑色固体消失，溶液变成黄色；
【得出结论】（1）实验②、③、④证明：四氧化三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；故填：质量；化学性质；
（2）过氧化氢在四氧化三铁的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{四氧化三铁}{→}$水+氧气；故填：过氧化氢$\stackrel{四氧化三铁}{→}$水+氧气；
【实验拓展】二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，在盛有1克MnO₂固体的试管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再将带火星的木条伸入试管内，观察现象．故填：在盛有1克MnO₂固体的试管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再将带火星的木条伸入试管内，观察现象，进行对比．

点评 此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力．