Question

甲同学在用双氧水制取氧气时，误把Fe₂O₃粉末当成MnO₂放入双氧水中，发现也有大量气泡产生．他意识到这个错误后，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

 

．
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

 

．
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

 

．
【实验结论】甲同学认为，Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂．写出该反应的反应式

 

．
【反思评价】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．该实验是

 

．
【拓展】如表是丙同学探究影响H₂O₂分解因素时所记录的部分数据，通过对数据的分析，你能得出的结论是

 

，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） 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

考点：催化剂的特点与催化作用,氧气的检验和验满,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：【实验验证】根据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进行解答；
【实验结论】分析题干反应，写出反应的化学方程式；
【反思评价】根据催化剂的特点结合上述实验去分析应进行的实验；
【拓展】根据对比实验数据可知相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同条件下，H₂O₂浓度越大，反应越快）进行解答．

解答：解：【实验验证】实验一：带火星的木条没有复燃．说明产生的氧气的量少；
实验二：木条立即复燃，说明氧化铁加入后能加快过氧化氢的分解；
实验三：固体质量仍为Wg，说明反应前后氧化铁的质量不变．
【实验结论】Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂．该反应的反应式是：2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；
【反思评价】要证明氧化铁是过氧化氢的分解反应的催化剂，还需要验证氧化铁的化学性质不变．所以，要进行的实验是：将得到的固体加入过氧化氢溶液中，有气泡产生，将带火星的木条放在试管口，木条复燃，说明氧化铁的化学性质不变．
【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；由此得出的结论是：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；
故答为：【实验验证】实验一：产生的氧气量少；实验二：氧化铁能加快过氧化氢的分解；实验三：氧化铁的质量不变；【实验结论】2H₂O₂

Fe2O3  .

2H₂O+O₂↑；【反思评价】将得到的固体加入过氧化氢溶液中，有气泡产生，将带火星的木条放在试管口，木条复燃，说明氧化铁的化学性质不变；【拓展】相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同条件下，H₂O₂浓度越大，反应越快）．

点评：此题属于实验探究题，作此题时要抓住催化剂的特点，理清思路，不要漏掉实验步骤．