Question

17．甲同学误把H₂O₂溶液当作酸与Fe₂O₃粉末混合，发现有大量气泡产生．他联想到MnO₂可作为H₂O₂分解的催化剂，那么，Fe₂O₃能否作为H₂O₂分解的催化剂呢？请你一起参与探究，并填写下列空白．
【猜想】Fe₂O₃能作为H₂O₂分解的催化剂．
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验：
实验一  取一定量的H₂O₂溶液于试管中，观察到有极少量气泡产生，伸入带火星的木条，没有复燃．说明H₂O₂溶液常温下缓慢分解．
实验二  在实验一的试管中加入W g Fe₂O₃粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃．说明Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率，该反应的符号表达式是H₂O₂$\stackrel{Fe_{2}O_{3}}{→}$H₂O+O₂；
实验三  待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量，固体质量仍为W g．说明反应前后Fe₂O₃的质量保持不变；
【实验结论】甲同学认为，Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂．
反思评价】（1）乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验．探究反应前后Fe₂O₃的化学性质是否改变（或反应前后Fe₂O₃是否转化为其他物质）．
（2）除MnO₂和Fe₂O₃外，CuO也可以作H₂O₂分解的催化剂．
【拓展】下表是丙同学探究影响H₂O₂分解因素时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或其他条件相同的情况下，H₂O₂浓度越大，产生氧气的速率越快）．
用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间：

时间（min） 浓度 催化剂	30%H2O2溶液	15%H2O2溶液	5%H2O2溶液
加入W g MnO2	0.2	0.8	2.0
加入W g Fe2O3	7.0	9.0	16.0

Answer 1

分析 从催化剂的特点去分析该题，催化剂的特点：催化剂只改变反应速率，但本身的质量和化学性质不变．

解答 解：实验二：把带火星的小木条深入试管中，小木条复燃，证明试管中有氧气生成，该反应的符号表达式为H₂O₂$\stackrel{Fe_{2}O_{3}}{→}$H₂O+O₂；故答案为：Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率；H₂O₂$\stackrel{Fe_{2}O_{3}}{→}$H₂O+O₂；
实验三：待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量，固体质量仍为Wg，说明反应前后Fe₂O₃的质量保持不变．故答案为：反应前后Fe₂O₃的质量保持不变；
【反思评价】（1）实验二已证明Fe₂O₃能加快H₂O₂的分解速率，实验三证明反应前后的质量保持不变，
根据催化剂的特点，要想证明Fe₂O₃是该反应的催化剂，还需证明Fe₂O₃的化学性质没有改变．
故答案为：反应前后Fe₂O₃的化学性质是否改变（或反应前后Fe₂O₃是否转化为其他物质）；
（2）除MnO₂和Fe₂O₃外，氧化铜也可以作H₂O₂分解的催化剂；故填：CuO；
【拓展】分析表格数据可知：当双氧水浓度相同时，向其中加入等质量的二氧化锰和三氧化二铁，发现生成等量的氧气所需要的时间是不同的，加二氧化锰的双氧水产生氧气的速率快．
故答案为：相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或其他条件相同的情况下，H₂O₂浓度越大，产生氧气的速率越快）．

点评 此题属于实验探究题，作此题时要理清思路，不要漏掉实验步骤．