Question

4．某化學興趣小組的同學知道二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑后，想再探究四氧化三鐵是否也可作過氧化氫分解的催化劑，請你一起參與他們的探究過程．
【查閱資料】四氧化三鐵能與稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生黃色溶液
【提出問題】四氧化三鐵能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？
【實驗驗證】

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	在試管中加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡，木條不復(fù)燃
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入1g四氧化三鐵，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量氣泡，木條復(fù)燃
③	待②中反應(yīng)結(jié)束，將試管中的剩余物進行過濾、洗滌、干燥、稱量	稱得固體質(zhì)量為1g
④	將③中所得固體放入試管中，滴入足量的稀硫酸，充分震蕩	黑色固體消失，溶液變成黃色

【得出結(jié)論】
（1）實驗③、④證明：四氧化三鐵的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑．
（2）寫出四氧化三鐵催化過氧化氫分解的文字表達式過氧化氫$\stackrel{四氧化三鐵}{→}$水+氧氣．
【實驗拓展】
請設(shè)計實驗探究四氧化三鐵和二氧化錳哪種物質(zhì)更適合做過氧化氫分解的催化劑？在盛有1gMnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象，進行對比．

Answer 1

分析 【實驗驗證】根據(jù)分離混合物的方法解答；根據(jù)稀硫酸的性質(zhì)來分析；
【得出結(jié)論】（1）根據(jù)實驗②、③證明：四氧化三鐵的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進行解答；
（2）根據(jù)四氧化三鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
【實驗拓展】根據(jù)在盛有1gMnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象進行比較解答．

解答 解：【實驗驗證】要將不溶性固體分離出來，采用過濾的方法；因為得出的結(jié)論是四氧化三鐵可以作過氧化氫分解的催化劑，那么將③中所得固體放入試管中，滴入足量的稀硫酸，充分震蕩，會發(fā)現(xiàn)黑色固體消失，溶液變成黃色；故填：過濾；黑色固體消失，溶液變成黃色；
【得出結(jié)論】（1）實驗②、③、④證明：四氧化三鐵的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；故填：質(zhì)量；化學性質(zhì)；
（2）過氧化氫在四氧化三鐵的催化作用下分解生成水和氧氣，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{四氧化三鐵}{→}$水+氧氣；故填：過氧化氫$\stackrel{四氧化三鐵}{→}$水+氧氣；
【實驗拓展】二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，在盛有1克MnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象．故填：在盛有1gMnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象，進行對比．

點評 此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題，鍛煉了學生分析問題解決問題能力．