Question

（2009?南开区一模）CuSO₄溶液对过氧化氢的分解具有催化作用．有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下的探究．
（1）请你帮助他们完成实验报告：

实验过程	实验现象	实验结论
在一支试管中加入5ml5%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．	试管中有大量的气泡产生，带火星的木条复燃	FeCl3溶液可以催化分解H2O2

（2）已知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺ 和Cl^-，同学们提出以下猜想：
甲同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同学的猜想是；真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你认为最不可能的是

甲

同学的猜想，理由是

因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂

．
（3）同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究．请你仔细分析后填表：

实验过程	实验现象	实验结论
向盛有5ml5%的H2O2溶液的试管中加入少量的HCl，并把带火星的木条伸入试管．	无明显现象	起催化作用的不是Cl-
向盛有5ml5%的H2O2溶液的试管中加入少量的 Fe（NO3）3溶液[或Fe2（SO4）3溶液] ，并把带火星的木条伸入试管．	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+

Answer 1

分析：（1）根据催化剂的作用，若FeCl₃溶液能催化H₂O₂分解，加入FeCl₃溶液，应可观察到试管中产生大量气泡，伸入试管中的带火星木条复燃；
（2）催化剂在反应前后质量和化学质量都不变，根据催化剂的这一特点，判断过氧化氢溶液中水、FeCl₃溶液中的Fe³⁺、Cl^-是否可以催化过氧化氢的分解；
（3）为检验两种离子中哪一种离子对过氧化氢分解起到了催化作用，可采取控制变量的方法进行实验探究，即加入其它含Fe³⁺或Cl^-的溶液进行对比．

解答：解：（1）根据实验结论可得知FeCl₃溶液能催化H₂O₂分解，因此，向5%的过氧化氢溶液加入FeCl₃溶液时，可以观察到：试管中有大量的气泡产生，伸入的带火星的木条复燃；
故答案为：试管中有大量的气泡产生，带火星的木条复燃；
（2）5%的过氧化氢溶液中含有大量的水，但分解速率依然很小，说明溶液中的水并不能催化过氧化氢的分解，而且过氧化氢分解生成水和氧气，使之在变化前后溶液中水的质量发生了改变；从以上两个方面都可以说明水不能作用过氧化氢分解的催化剂，故猜想甲明显不对；
故答案为：甲；因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；
（3）为检验Cl^-向过氧化氢溶液中加入了含有Cl^-的稀盐酸，观察到无明显改变，说明溶液中的Cl^-不能对过氧化氢分解起到催化作用；因此，可推测溶液中的Fe³⁺催化了过氧化氢的分解，因此另一个探究实验应加入含有Fe³⁺的溶液进行，并应观察到产生大量气体和带火星木条的复燃；故可加入含Fe³⁺的硫酸铁溶液或硝酸铁溶液；
故答案为：

实验步骤	实验现象	结论
		起催化作用的不是Cl-
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+

点评：催化剂可以改变反应的速率但不会改变反应的结果，催化剂在反应前后其质量和化学性质都不变．