Question

某化学小组在复习所学知识，建立知识之间的联系时，提出这样的问题：实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，用二氧化锰作催化剂，而氧化铁和二氧化锰同属金属氧化物，那么氧化铁是否也能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【查阅资料】在化学反应里以改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂．
【制订计划】要想知道氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂，必须通过实验确定：
（1）氧化铁能否改变过氧化氢分解的速率；
（2）研究氧化铁在过氧化氢分解反应前后

 

和

 

是否改变．
【进行实验】（1）在两支试管中分别加入过氧化氢溶液，在其中一支试管中加入1g氧化铁粉末，比较反应速率．现象是：

 

；
（2）从反应后的物质中分离固体剩余物，可采用的方法是

 

．把固体干燥后称量，其质量为

 

g；
（3）利用上一步中得到的固体，重复做前两步实验，得到相同的结果．
【得出结论】氧化铁能作过氧化氢分解的催化剂．
【反思总结】（1）实验过程中加入到两支试管里的过氧化氢溶液应满足的要求有：

 

；
①体积相同 ②浓度相同 ③温度相同
（2）向实验剩余的固体中加入足量的稀盐酸，得到了黄色溶液，也可以为研究提供证据．写出此反应的化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用,混合物的分离方法,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【制订计划】从催化剂是在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质去分析；
【进行实验】（1）从结论中氧化铁是过氧化氢分解的催化剂去分析；
（2）从氧化铁是不溶于水的固体，催化剂在反应前后质量和化学性质不变去分析；
【反思总结】（1）从过氧化氢溶液分解产生的氧气时受①体积相同 ②浓度相同 ③温度相同的不同而不同去分析；
（2）从氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁（黄色）和水去分析．

解答：解：【制订计划】催化剂是在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质；要想证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂就要证明氧化铁能否改变过氧化氢分解的速率，还要研究氧化铁在过氧化氢分解反应前后质量和化学性质有没有改变；故答案为：质量    化学性质；
【进行实验】（1）由于结论中氧化铁是过氧化氢分解的催化剂，所以可以加快过氧化氢的分解，所以加氧化铁粉末的试管比不加氧化铁的试管产生气泡快；故答案为：加氧化铁粉末的试管比不加氧化铁的试管产生气泡快；
（2）由于氧化铁是不溶于水的固体，把固体与液体分离的方法是过滤；催化剂在反应前后质量和化学性质不变，所以氧化铁的质量仍为1g；故答案为：过滤     1；
【反思总结】（1）过氧化氢溶液分解产生的氧气时受①体积相同 ②浓度相同 ③温度相同的不同而不同，所以要想证明氧化铁是催化剂就要控制其上述三个量相同，只改变氧化铁一个量；故答案为：①②③；
（2）氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁（黄色）和水，其反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；故答案为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．

点评：本题考查了学生对催化剂定义的理解，以及如何通过实验证明一种物质是某个反应催化剂的方法，是常考的知识点之一．