Question

在探究课本上“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”时，小刚发现，往过氧化氢溶液加入氧化铁，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，其催化效果如何？
【实验探究】

实验步骤	实验现象
Ⅰ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．	A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
Ⅱ．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象．	试管中均产生气泡，带火星木条均复燃
Ⅲ．将实验II中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量．	所得固体质量仍为ag
Ⅳ．分别量取5mL5%的过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象．	D试管中产生气泡的速率更快

【实验结论】
（1）A试管中产生的气体是

 

．
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的

 

和

 

在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂．
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式

 

．
（4）根据实验Ⅳ可以得到的结论是

 

．
【实验拓展】
（5）查阅资料得知：CuO、CuSO₄、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂．下列有关催化剂的说法中正确的是

 

．
A．MnO₂只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．催化剂一定加快化学反应的速率
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
（6）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证

 

．

Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用,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：【实验结论】（1）根据氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃进行解答；
（2）根据实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂进行解答；
（3）根据氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
（4）根据若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
【实验拓展】（5）根据催化剂的含义进行解答．
（6）根据对照试验只有一个变量，这个变量为催化剂的颗粒大小设计对照试验；

解答：解：【实验结论】（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，所以有实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，可知A中产生的气体是氧气；故填：氧气；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；故填：质量；化学性质；
（3）氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式  2H₂O₂

Fe2O3  .

 2H₂O+O₂↑
（4）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；故填：二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
【实验拓展】（5）
A．MnO₂不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂，还可以作其他反应的催化剂，故A错误；
B．根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂，故B正确；
C．催化剂不只是加快化学反应的速率，还能减慢化学反应的速率，故C错误；
D．用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物，例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物，故D错误．
故选：B．
（6）要想证明颗粒大小会影响催化效果，可将过氧化氢与不同颗粒大小的同种催化剂等比充分混合，测定分解所需时间即可．
故答案为【实验拓展】B．（1）氧气  （2）化学性质 质量       （3）2H₂O₂

Fe2O3  .

 2H₂O+O₂↑
（4）二氧化锰的催化效果比氧化铁好   （5）B
（6）可将过氧化氢与不同颗粒大小的同种催化剂等比充分混合，测定分解所需时间即可

点评：此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力．