Question

【题目】实验室常用二氧化锰催化过氧化氢溶液分解的方法制取氧气。该实验速率快，产物无污染，某实验小组进行了如下探究。

（探究实验）书本介绍了除了用二氧化锰外，硫酸铜溶液也可以催化过氧化氢溶液的分解，查阅资料得知，氯化铁溶液也可以催化过氧化氢溶液的分解。那么，硫酸铜溶液和氯化铁溶液催化的效果怎么样呢？请根据下表四组实验现象，回答下面问题

序号	催化剂	实验步骤	实验现象	实验结论
1	FeC13溶液	向5mL4%的H2O2溶液，滴5滴0.1%FeC13溶液	试管中产生大量气泡	FeC13溶液对H2O2的分解有较好的催化效果
2	FeC13溶液	向5mL12%的H2O2溶液，滴5滴0.1%FeC13溶液	试管中有适量气泡
3	CuSO4溶液	向5mL4%的H2O2溶液，滴5滴0.1%CuSO4溶液	试管中产生少量气泡	CuSO4溶液对H2O2的分解催化效果一般
4	CuSO4溶液	向5mL12%的H2O2溶液，滴5滴0.1%CuSO4溶液	试管中气泡量很少

（思考分析）

(1)CuSO4属于______(填“酸”或“碱”或“盐”)

(2)请你写出用二氧化锰催化过氧化氢溶液分解的反应方程式______。

(3)通过实验____(填序号)可以比较硫酸铜溶液和氯化铁溶液催化过氧化氢溶液分解的效果。

(4)请你从上面的实验，选择一组合适的药品进行实验室制取氧气，____%H2O2溶液，______(填催化剂的种类和浓度)。

(5)从上面的实验中，你还能得到什么结论______。

（拓展延伸）

(6)在老师的鼓励下，同学们继续探究FeCl3溶液中到底是哪种粒子催化H2O2的分解，请你设计一组实验进行探究______。

(7)另一名同学了解到，加热也可促进过氧化氢溶液分解，于是进行如下实验，分别取5mL12%的H2O2溶液于试管中进行水浴加热，步骤和现象如下：

序号	加热耗时	水浴温度	分解现象
1	12分	65℃	少量气泡
2	15分	74℃	明显气泡
3	21分	87℃	大量气泡

根据该同学的探究，试分析回答，为什么实验室通常不用加热过氧化氢溶液的方法制氧气？(两点理由)：______。

Answer 1

【答案】盐 实验1和3(或实验2和4) 4 0.1%FeC13溶液 过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速率越慢 向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液分别加入同浓度的硫酸铁溶液和氯化钠溶液，观察产生气泡的速率快慢 一需要加热，消耗能源；二是反应缓慢，费时较长

【解析】

(1)硫酸铜是由金属阳离子与酸根阴离子构成的化合物，属于盐；
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；反应方程式为：；

(3)比较硫酸铜溶液和氯化铁溶液催化过氧化氢溶液分解的效果，过氧化氢溶液的体积与浓度应完全相同，硫酸铜溶液和氯化铁溶液的体积与浓度也要完全相同，所以可选择实验1和3或实验2和4进行对比；

(4)由表格中的数据以及产生氧气的快慢可知，实验室制取氧气适合用4%H2O2溶液和0.1%FeC13溶液；

(5)由实验1和2、实验3和4对比可知，过氧化氢溶液的浓度越大，反应的速率越慢；

(6)FeCl3溶液中含有水分子、铁离子和氯离子，水分子无需验证，但是需要验证铁离子和氯离子对过氧化氢分解速率的影响，因此可设计如下实验：向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液分别加入同浓度的硫酸铁溶液和氯化钠溶液，观察产生气泡的速率快慢；

(7)由实验数据可知，用加热过氧化氢溶液的方法制氧气的缺点是：一需要加热，消耗能源；二是反应缓慢，费时较长。