2.在学习了催化剂的知识以后,某化学兴趣小组对催化剂产生了深厚兴趣.在用百度搜索“催化剂”时显示:“据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等”.他们决定对过氧化氢制氧气实验“寻找新的催化剂”.
【提出问题】氧化铁能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂?
【猜想】氧化铁能作过氧化氢溶液分解的催化剂
【实验探究】甲同学设计了下列实验方案,并进行实验.
实验一:取一定量的H2O2溶液于试管中,几乎观察不到气泡,说明常温下H2O2几乎不分解.
实验二:在实验一的试管中,加入W克的氧化铁,立刻产生大量气泡,用带火星的木条伸入试管中,木条复燃.得出结论:氧化铁可以加快过氧化氢溶液分解的速度.
实验三:待实验二反应结束后,将试管中的剩余物进行过滤、洗涤、干燥,并称得固体质量仍为W克.得出结论:氧化铁在反应前后的质量没有改变.
【实验结论】根据实验结果,甲同学得出结论:氧化铁能作为过氧化氢溶液分解的催化剂.
【反思评价】乙同学认为:还应设计一个实验,用来探究氧化铁在反应前后的化学性质是否改变,才能确认氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂.此观点得到大家的赞同.
【实验扩展】氧化铁与二氧化锰相比较,谁对过氧化氢溶液分解的催化效果更好?
丙同学设计并进行了下列实验:在A试管加入W克的氧化铁,B试管中加入W克的二氧化锰,然后分别加入等体积的同种H2O2溶液,测量收集等体积氧气所需时间,见下表:
浓度
时间/min
催化剂
30%H2O2溶液15%H2O2溶液5%H2O2溶液
加入wg二氧化锰0.20.82.0
加入wg氧化铁7.09.016.0
结论:在催化分解过氧化氢溶液时,二氧化锰的催化效果更好.
【知识延伸】
(1)查阅资料得知,氧化铜、硫酸铜、红砖粉末、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂.
(2)下列有关催化剂的说法中不正确的是D.
A.催化剂在化工生产过程中有重要作用
B.同一个化学反应可以用多种不同物质作催化剂
C.不同的化学反应可以选择相同的物质用作催化剂
D.催化剂只能加快化学反应的速率.
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