Question

小杰和小丽同学在实验室做用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气的实验，不小心把滴加FeCl₃ 溶液的滴管放入到盛“双氧水”（过氧化氢）的试剂瓶中，发现有大量的气泡产生．于是他们提出了下列问题：
【提出问题】FeCl₃ 溶液能否也可以作过氧化氢分解的催化剂呢？
【猜想与假设】FeCl₃ 溶液能作过氧化氢分解的催化剂．
【实验验证】
在一支试管中加入5mL 15%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．观察到

 

，证明猜想成立．
【讨论与反思】
已知FeCl₃溶液中含有H₂O、Fe³⁺和Cl^-三种微粒，他们又做了三种猜想：
猜想1：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O
猜想2：

 

．
猜想3：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-
你认为最不可能的是那一种猜想

 

，理由是

 

．
他们对余下的两种猜想，进行了实验探究：
（一）向盛有5mL 15%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的盐酸，然后把带火星的木条伸入试管中，无明显现象．
（二）向盛有5mL 15%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的

 

，然后把带火星的木条伸入试管中，木条复燃．
【拓展应用】选择下列合适仪器如图组装一套过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气的装置

 

（填序号）；反应的方程式为

 

．

Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用,氧气的制取装置,氧气的收集方法,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：催化剂是一种物质，在化学反应里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都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒．催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用．
本题为设计实验，①验证起催化作用的“真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺带火星的木条检验生成的气体是否是氧气；②反驳水是催化剂，因为H₂O₂溶液中就有水；③验证Cl^-不能催化分解H₂O₂

解答：解：【实验验证】已知FeCl₃溶液能催化H₂O₂溶液，所以会有氧气生成，则会使带火星的木条复燃，故答案为：带火星的木条复燃；
【讨论与反思】①猜想1；不可能，因为H₂O₂溶液中就有水，故答案为：猜想①，理由是“双氧水”中有水，可见水不是催化剂；
③加入含有Fe³⁺的少量的硫酸铁溶液；则“实验现象”带火星的木条复燃，“实验结论”Fe³⁺可以催化分解H₂O₂．故答案为：Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）；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⁺
【拓展应用】根据固液混合不需加热制取气体的装置选择原则，可选①③④⑥⑨（答案合理即可），方程式为2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
故答案为：
[实验验证]带火星的木条复燃
[讨论与反思]真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺
猜想1    H₂O₂溶液中有水      Fe₂（SO₄）₃溶液等    ①③④⑥⑨等    2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

点评：了解催化剂只是改变反应的速率，对反应的生成物及生成物的量都没有影响；掌握氧气的检验方法．