Question

6．教材指出：H₂O₂分解的催化剂并非只有二氧化锰一种．实验证明FeCl₃溶液、CuSO₄溶液、红砖粉末都可以代替二氧化锰作H₂O₂分解的催化剂．针对上述结论，南开中学初三化学兴趣小组进行了如下探究：
探究一：
比较同浓度FeCl₃溶液、CuSO₄溶液的催化效果
（1）请写出甲图左侧试管H₂O₂分解的化学方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;FeCl_{3}溶液\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）如用图甲装置进行实验，应观察同时滴入两种溶液后产生气泡的快慢的现象．
（3）如用图乙装置进行实验，实验前检查该装置气密性良好．应测量生成等体积气体时所需的时间．
（4）已知过氧化氢分解是一个放热反应．用图乙装置进行实验时，细心的小丽同学观察到，锥形瓶中不再产生气泡后注射器的活塞向左移了一小段，请你推测出现该现象的原因温度降低，装置内压强减小．
探究二：证明红砖粉末可以作过氧化氢分解的催化剂
（5）小熊同学设计了如下实验：
她分别取2mL5%的H₂O₂溶液于两试管中，再称取0.5g红砖粉末倒入其中一支试管，发现加了红砖粉末的一支试管产生气泡速率较快．小熊认为，由此可证明红砖粉末可以作过氧化氢分解的催化剂．
小陈同学认为小熊的证明过程不够严密，需要补充下面两项实验．
实验结束后，小陈将试管内的剩余药品经①过滤、洗涤、干煤后，称量得到固体质量仍为0.5g．
应补充的另一项实验为（填写实验操作）②将过滤、洗涤、干燥后的红砖粉放入一只盛有过氧化氢溶液的试管中，观察产生气泡的速率．

Answer 1

分析 （1）根据反应的原理来分析；
（2）根据产生气体的速率来分析；
（3）根据比较催化效果的方法来分析；
（4）根据温度变化来分析；
（5）从液体中分离出固体的方法是过滤；结合催化剂的特征来分析．

解答 解：（1）过氧化氢在氯化铁溶液的催化作用下分解为水和氧气，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;FeCl_{3}溶液\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）用图甲装置进行实验，应观察同时滴入两种溶液后产生气泡的快慢来判断催化效果，故填：产生气泡的快慢；
（3）催化剂的催化效果越好，反应产生气体的速率越快，可通过测量产生等体积的氧气所需要的时间来分析，所需时间越短，催化效果越好；故填：时间；
（4）由于该反应是个放热反应，反应完全结束后，温度降低，注射器以及装置内的压强变小，在外界大气压的作用下，活塞向内移动一点；故填：温度降低，装置内压强减小；
（5）从反应后的液体中分离出难溶性的红砖粉采用过滤的方法；要证明它是否属于催化剂，不但要看是否改变了反应速率、质量是否改变，还需要看其化学性质是否改变．
故答案为：过滤；将过滤、洗涤、干燥后的红砖粉放入一只盛有过氧化氢溶液的试管中，观察产生气泡的速率．

点评 本题考查实验装置的综合应用，为高频考点，把握反应速率测定原理及影响反应速率的因素为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．