Question

5．某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时，发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中，也可以加快过氧化氢的分解速率．
（1）提出问题：什么物质是该反应催化剂？
催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质 都不改变
（2）猜想与假设：下面是组内两位同学所作的猜想，请你完成小华的猜想．
【假设一】小芳同学：锈铁钉表面的氧化铁是H₂O₂溶液分解反应的催化剂．
【假设二】小华同学：锈铁钉里的铁是H₂O₂溶液分解反应的催化剂．
（3）实验与结论：

实验操作	实验现象	实验结论
实验I：把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5%的过氧化氢溶液的试管中，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象．	产生大量气泡，带火星的木条复燃	假设一成立
实验Ⅱ：取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入铁单质，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象．	无现象	假设二不成立（填“成立”或“不成立”）

（4）讨论交流：同学们讨论后认为，小芳的“实验I”还不完善需要改进和补充，理由是：该实验只验证了氧化铁改变了过氧化氢分解的速率，并未验证其在反应前后的质量和化学性质未发生改变（合理即可）．

Answer 1

分析 此题涉及到“寻找新的催化剂”，将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中探究过氧化氢溶液的分解速率，通过（1）步提出的问题再利用（2）步的猜想与假设，经过（3）步的实验过程及现象得出结论，再经过（4）步的讨论交流，知氧化铁能做过氧化氢溶液的催化剂，而铁单质不能做其反应的催化剂．

解答 解：（1）能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反应前后不变的物质叫做催化剂；故填：改变；质量；化学性质；
（2）生锈铁钉的组成主要是：氧化铁和铁，假设一：小芳同学：铁钉表面的“氧化铁”是H₂O₂溶液分解反应的催化剂；假设二：小华同学：铁钉里的“铁”是H₂O₂溶液分解反应的催化剂；故填：铁；
（3）

实验操作	实验现象	实验结论
实验Ⅰ：把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5%的过氧化氢溶液的试管中，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象．	产生大量气泡，带火星的木条复燃	假设一成立
实验Ⅱ：取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入铁单质，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象．	无现象	假设二不成立

故答案为：

实验操作	实验现象	实验结论
	产生大量气泡，带火星的木条复燃
铁单质		不成立

（4）同学们讨论后认为，小芳的“实验I”还不能够确切的说明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，理由是：还要验证氧化铁的质量和化学性质反应前后是否改变．故填：该实验只验证了氧化铁改变了过氧化氢分解的速率，并未验证其在反应前后的质量和化学性质未发生改变（合理即可）．

点评 本题的思路很明确，就是验证氧化铁对过氧化氢分解是否有催化作用，按照探究实验的步骤按部就班的完成．