水和过氧化氢是同学们熟悉的两种物质.回答有关这两种物质的问题(1)共同点:宏观组成上均是由氢元素和氧元素组成的均是由氢元素和氧元素组成的微观构成上一个分子中均含有2个氢原子一个分子中均含有2个氢原子(2)二者化学性质不同.原因是它们分子的构成不同它们分子的构成不同(3)鉴别二者的化学方程式是2H2O2 MnO2 . 2H2O+O2↑2H2O2 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2009?南开区一模）CuSO₄溶液对过氧化氢的分解具有催化作用．有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下的探究．
（1）请你帮助他们完成实验报告：

实验过程	实验现象	实验结论
在一支试管中加入5ml5%的H₂O₂溶液，然后滴入适量的FeCl₃溶液，把带火星的木条伸入试管．	试管中有大量的气泡产生，带火星的木条复燃试管中有大量的气泡产生，带火星的木条复燃	FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂

（2）已知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺ 和Cl^-，同学们提出以下猜想：
甲同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你认为最不可能的是

甲

同学的猜想，理由是

因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂

．
（3）同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究．请你仔细分析后填表：

实验过程	实验现象	实验结论
向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl，并把带火星的木条伸入试管．	无明显现象	起催化作用的不是Cl^- 起催化作用的不是Cl^-
向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的 Fe（NO₃）₃溶液[或Fe₂（SO₄）₃溶液] Fe（NO₃）₃溶液[或Fe₂（SO₄）₃溶液] ，并把带火星的木条伸入试管．	试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃	起催化作用的是Fe³⁺

由于MnO₂和CuSO₄溶液都能作H₂O₂溶液分解的催化剂，某校化学兴趣小组想探究其他一些金属氧化物和盐溶液是否也可以作H₂O₂溶液分解的催化剂？请你参与他们的探究过程．
（1）[小华的猜想]：Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂．
[小明的猜想]：FeCl₃溶液能作过氧化氢分解的催化剂．
（2）[实验验证]：

	实验步骤	实验现象	实验结论
小华的实验	将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中	木条不复燃	常温下过氧化氢分解速率很慢常温下过氧化氢分解速率很慢
小华的实验	装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al₂O₃ 装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al₂O₃ 然后将带火星的木条伸入试管中然后将带火星的木条伸入试管中	木条复燃	Al₂O₃能加快H₂O₂溶液的分解速率
小明的实验	在一支试管中加入H₂O₂溶液，然后滴入适量的FeCl₃溶液，把带火星的木条伸入试管．	迅速产生大量气泡迅速产生大量气泡带火星的木条复燃带火星的木条复燃	FeCl₃溶液加快H₂O₂溶液的分解速率

（3）[结论]：故Al₂O₃、FeCl₃溶液能作H₂O₂溶液分解的催化剂．
（4）[反思1]：有的同学认为小华的实验，不能完全证明Al₂O₃在H₂O₂溶液分解中起了催化作用．还应补充再探究Al₂O₃

质量和化学性质也没有发生改变

．
[反思2]：已知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺和Cl^-，同学们提出以下猜想：
甲同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你认为最不可能的是

甲

同学的猜想，理由是

过氧化氢溶液中有水

（5）同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究．请你仔细分析后填表：

实验过程	实验现象	结论
向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl，并把带火星的木条伸入试管．	无明显现象	Cl^-不能催化分解H₂O₂ Cl^-不能催化分解H₂O₂
向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的 Fe（NO₃）₃溶液 Fe（NO₃）₃溶液，并把带火星的木条伸入试管．	试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃	起催化作用的是Fe³⁺ 起催化作用的是Fe³⁺

在我校实验室实施的扬州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕．实验考查中H₂O₂分解制氧气为何不采用MnO₂作催化剂？同学们为之展开了探究．
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H₂O₂溶液．
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水，标签如图所示．
（1）若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g，需要这种双氧水的质量是多少克？
（2）另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水，经检测，已缓慢分解放出了9.6g氧气，求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数．
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H₂O₂溶液分解反应的催化作用情况．
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H₂O₂溶液分解反应的催化作用情况（室温22℃）

催化剂及用量	O₂ 平均产量	制氧所需时间	成本	反应情况
MnO₂1.0g	919mL	10′03″	0.11元	分解先快后慢
10%FeCl₃溶液5滴	985mL	4′50″	0.02元	均匀产生O2
15%CuSO₄溶液5滴	955mL	4′57″	0.03元	均匀产生O2

[实验分析]由表中数据及实验体验可以得出，MnO₂ 催化分解H₂O₂制氧气有两点不足，①开始反应速率过快，氧气产生后，发生装置内压强骤然增大，使用分液漏斗滴液往往受阻，收集氧气排水或排空气时稍微耽搁，就会有不少O₂ 逸失，到收集最后一瓶O₂反应变慢，耗时太长．②

MnO₂用量多，成本高

．
[提出问题]同学们认为用FeCl₃溶液作催化剂效果最好．但FeCl₃溶液为何能催化分解H₂O₂？
[实验猜想]已知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺ 和Cl^-，同学们提出以下猜想：
甲同学的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同学的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同学的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你认为最不可能的是

甲

同学的猜想，理由是

过氧化氢溶液中有水

．
同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究，请你仔细分析后填空：
[实验过程1]向盛有5mL、6% H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl溶液，并把带火星的木条伸入试管．
[实验现象1]无明显现象．对应结论：

FeCl₃溶液中的Cl^-不能催化分解H₂O₂

．
[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的

Fe（NO₃）₃溶液

，并再次把带火星的木条伸入试管．
[实验现象2]

试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃

．
对应结论：

起催化作用的是Fe³⁺

．
[拓展研究]
同学们还比较了FeCl₃和CuSO₄两种盐对H₂O₂分解的催化效果，他们分成甲、乙两组，分别设计了如图一、图二所示的实验并进行了实验．（设两种盐溶液的浓度等条件相同）

（2）写出以FeCl₃为催化剂的反应的化学方程式

2H₂O₂

FeCl3

.

2H₂O+O₂↑

2H₂O₂

2H₂O+O₂↑

来定性比较得出结论．有同学提出将药品CuSO₄改为CuCl₂更为合理，其理由是

将FeCl₃改为Fe₂（SO₄）₃

（填“打开”或“关闭”）仪器A的活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察到活塞又回到了原位，则说明装置气密性

良好

（填“良好”或“不好”）．该组同学利用图二所示实验需测量的数据是

A

（填序号：A．一定时间内收集到的气体体积 B．收集一定体积的气体所需双氧水的质量）．
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究．下表选取了部分实验数据：
用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间

浓度时间（min）条件	30% H₂O₂	15% H₂O₂	5% H₂O₂
加入a g MnO₂	0.2	0.8	2.0

[交流讨论]从上表中还能得出的结论是：

H₂O₂溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快

．

（2011?河北二模）某学校化学学习小组对实验室用过氧化氢溶液制O₂的知识做了多方位的探究，下面是他们的学习实录：
（1）实验发生装置的探究学习：根据反应物的状态，甲同学从下列装置中选择了C作为发生装置，你认为他该选择的收集装置是

D或F

．

实验过程中甲同学发现，试管中产生了很多泡沫，甚至有些进入导气管中．乙同学将发生装置改成了B，解决了这个问题．你认为理由是

分液漏斗可以控制过氧化氢的滴加速率，控制反应速率

．
（2）催化剂选择的探究学习：
通过课堂上的学习，丙同学了解到：MnO₂、土豆块都可以做H₂O₂分解的催化剂，于是萌生了寻找适合催化剂的想法．通过查阅资料，他还了解到部分盐（溶液）也对过氧化氢的分解具有催化作用，如CuCl₂、CuSO₄等盐（溶液）．于是他做了以下的探究．
①请你帮助他完成实验报告：

实验过程	实验现象	实验结论
在一支试管中加入5mL6%的H₂O₂溶液，然后滴入适量的CuCl₂溶液，把带火星的木条伸入试管．	带火星的木条复燃带火星的木条复燃	CuCl₂溶液可以催化分解H₂O₂

②已知CuCl₂在水中可解离出Cu²⁺和Cl^-，同学们提出以下猜想：
丁同学说：真正催化分解H₂O₂的是CuCl₂溶液中的H₂O；
戊同学说：真正催化分解H₂O₂的是CuCl₂溶液中的Cu²⁺；
戌同学说：真正催化分解H₂O₂的是CuCl₂溶液中的Cl^-；
经过讨论，同学们认为最不可能的是丁同学的猜想，理由是

过氧化氢溶液中本身就有水

．
最后他们通过实验证明了是溶液中的Cu²⁺对H₂O₂分解起了催化作用．

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