Question

【题目】某校化学兴趣小组将用剩的过氧化氢溶液倒入放有生锈铁钉的废液缸中，发现产生了大量的气泡，经检验此气体为氧气。根据学过的知识初步判断，是生锈铁钉中的某种物质加快了过氧化氢的分解，那么究竟是哪种物质加快了过氧化氢的分解速率？请你参与他们的研究，分享和体验探究实验的快乐。

（猜想与假设）

甲同学：铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解。

乙同学：铁钉里的__________加快了H2O2的溶液分解。

（设计方案和实验）完成下列表格

实验方案	实验现象	结论
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g氧化铁粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。	________ _________	甲同学结论成立。
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入_____粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。	无现象	乙同学结论_____。 (填“成立”或“不成立”)

（讨论交流）丙同学认为“方案一”只能说明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能说Fe2O3就一定是催化剂。你是否支持丙同学的观点？_____，如果要证明氧化铁是催化剂，就要设计一个实验来证明，这个实验的设计原理是______。

（拓展）

(1)实验证明Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。该反应的化学方程式__________

(2)下表是丙同学探究影响H2O2分解速率时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？________________。

用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间：

Answer 1

【答案】铁 产生大量气泡 带火星木条复燃 铁 不成立 支持 验证Fe2O3在反应前后质量和化学性质都没有改变 2H2O22H2O+O2↑ 相同条件下，二氧化锰比氧化铁的催化效果好，且过氧化氢溶液浓度越大反应越快

【解析】

猜想与假设：

生锈铁钉的组成主要是：氧化铁和铁，甲同学猜想：铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解，实验乙同学：铁钉里的铁加快了H2O2的溶液分解；

设计方案和实验：

方案一：若甲同学结论成立，铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解，所以实验现象为有大量气泡产生，带火星木条复燃；

方案二：根据乙同学的猜想可知，应向盛有10mL5% H2O2溶液的试管中加入铁粉，没有现象说明乙同学结论不成立；

讨论交流：

方案一只能说明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能说Fe2O3就一定是催化剂，因为催化剂除了改变反应的速率之外，它的化学性质和质量在反应前后必须不变，所以支持丙同学的观点；如果要证明氧化铁是催化剂，还需要设计实验验证Fe2O3在反应前后质量和化学性质都没有不变；

拓展：

（1）过氧化氢在氧化铁的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；

（2）通过对表中数据分析可知，催化剂种类不同，其他条件相同，所以得出的结论是：相同条件下，二氧化锰比氧化铁的催化效果好，且过氧化氢溶液浓度越大反应越快。