Question

（10分）小丽同学在一次课外实验时，将过氧化氢（H2O2）溶液与氧化铁（Fe2O3）粉末混合，发现有大量气泡产生。她联想到二氧化锰（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能否作为H2O2分解的催化剂。

【实验验证】小丽同学一次设计了三个实验

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，观察到木条没有复燃，说明H2O2溶液常温下分解缓慢。

实验二、在实验一的试管中加入wg Fe2O3粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，观察到木条复燃，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wg，说明 。

【实验结论】小丽同学认为，Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。

【反思评价】小江同学认为要证明小丽同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要补充一个探究实验，探究 。(不必写出具体的实验操作步骤)

【拓展】下表是同学们探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据：

用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需时间

通过对表格中的数据进行分析，你能得出的结论是 。

【延伸】小明同学看到Fe2O3也能做H2O2分解的催化剂，还联想到一种蓝色的CuSO4溶液也能做H2O2分解的催化剂，请你继续解决以下问题：

（1）请写出过氧化氢和硫酸铜溶液混合制氧气的文字或者符号表达式 ；

（2）CuSO4的相对分子质量 ，其中硫元素和氧元素的质量比 。

（3）80gCuSO4与多少克MnO2含有相等质量的氧元素？（写出计算过程，结果保留一位小数）

 

Answer 1

实验二 说明Fe2O3 能加快H2O2 的分解速率。实验三 说明 反应前后Fe2O3的质量保持不变。【反思评价】探究 Fe2O3的化学性质在反应前后没有改变【拓展】相同条件下MnO2 的催化效果比Fe2O3好【延伸】（1）2H2O22H2O + O2 ↑；（2）CuSO4的相对分子质量 160；其中硫元素和氧元素的质量比1:2。（3）80gCuSO4与多少克Fe2O3含有相等质量的氧元素？（写出计算过程，结果保留一位小数） 106.7g

【解析】

试题分析：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．故答案为：Fe2O3能加快H2O2的分解速率；实验三：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；故填：反应前后Fe2O3的质量保持不变；【反思评价】小江同学认为要证明小丽同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要补充一个探究实验，探究Fe2O3粉末的化学性质在反应前后没变【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；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；【延伸】（1）2H2O22H2O + O2 ↑； （2）根据CuSO4可知硫酸铜的相对分子质量=64+32+16×4=160；故填：160；其中硫元素和氧元素的质量比32：:64=1:2（3）设与80gCuSO4含有相等质量的氧元素的Fe2O3的质量为x．

80g×=x×

x=106.7g

答：80gCuSO4与106.7gFe2O3含有相等质量的氧元素

考点： 催化剂及催化作用