Question

【题目】化学兴趣小组发现，将氧化铁加入到过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液的分解速率加快。该小组成员进行了如下探究：

（提出问题）氧化铁能不能作为过氧化氢溶液分解的催化剂呢？

（作出猜想）氧化铁能作为过氧化氢溶液分解的催化剂。

（实验验证）同学们设计了实验装置并进行了气体的制取和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准，相关实验数据记录如下表：

实验序号	过氧化氢溶液浓度%	过氧化氢溶液体积mL	过氧化氢溶液温度℃	氧化铁质量g	收集40mL氧气所用时间s
①	5	10	20	0	128
②	5	10	20	0.5	28
③	15	10	20	0.5	10
④	5	10	50	0	55

（1）通过实验①和④可知，过氧化氢溶液的分解速率与温度的关系是_____；定量比较反应快慢，除了上述实验中方法外，还可以采用的方法：_____。

（2）通过实验_____和_____对比可知，加入氧化铁后过氧化氢溶液的分解速率加快，若要证明氧化铁是过氧化氢溶液的分解的催化剂，还需要证明它在反应前后的_____和_____没有发生变化。

（3）如果将一定量的15%的过氧化氢溶液加水稀释，其他条件不变的情况下，产生的氧气的总量会_____（填“增大”“不变”或“减小”）。

（4）实验证明氧化铁也可以作为过氧化氢溶液的分解的催化剂，请你写出这个反应的文字表达式：_____。

（5）上述实验验证了一些影响过氧化氢溶液的分解速率的因素，那么你认为过氧化氢溶液的分解速率还可能与_____因素有关，你的实验验证方案是_____。

Answer 1

【答案】温度越高，过氧化氢溶液的分解速率越快 相同时间内，比较收集到气体体积多少（合理即可） ① ② 质量 化学性质 不变 过氧化氢水＋氧气 催化剂的颗粒大小 将两份等体积、等浓度且温度相同的过氧化氢溶液，分别与质量相等但颗粒大小不同氧化铁混合，测量生成相同体积的氧气所需的时间即可（答案合理即可）

【解析】

（1）通过实验①和④可知，过氧化氢溶液的分解速率与温度的关系是温度越高，过氧化氢溶液的分解速率越快；定量比较反应快慢，除了上述实验中方法外，还可以采用的方法：比较相同时间内收集气体的体积大小；故填：温度越高，过氧化氢溶液的分解速率越快；相同时间内，比较收集到气体体积多少（合理即可）；
（2）通过实验①和②对比可知，加入氧化铁后过氧化氢溶液的分解速率加快，若要证明氧化铁是过氧化氢溶液的分解的催化剂，还需要证明它在反应前后的质量和化学性质没有发生变化；故填：①；②；质量；化学性质；
（3）用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减缓反应速率，可加适量的水稀释，加水稀释后，反应物的质量不变，故所产生氧气的总质量不变，故填：不变；
（4）过氧化氢在氧化铁的催化作用下分解为水和氧气；故填：过氧化氢水+氧气；
（5）催化剂的颗粒大小也能影响过氧化氢分解速率，所以实验方案是：将两份等体积、等浓度且温度相同的过氧化氢溶液，分别与质量相等但颗粒大小不同氧化铁混合，测量生成相同体积的氧气所需的时间即可（答案合理即可）。