Question

某校化學興趣小組同學在學習了催化劑的知識后，想探究氧化鐵能否在過氧化氫溶液分解反應中起到催化作用．請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白．
[問題]Fe₂O₃能不能做過氧化氫溶液分解反應的催化劑呢？
[猜想]______．
[實驗驗證]

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
實驗一	在試管中加入少量的H2O2溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條不復燃	常溫下H2O2溶液分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣，因此木條不能復燃．
實驗二	在裝有H2O2溶液的試管中加入少量的Fe2O3，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復燃

[結論]______
[討論與反思]經過討論，有的同學認為只有上述兩個實驗，不能證明Fe₂O₃能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑，還要補充一個探究實驗．
實驗三：[實驗目的]探究______．
[實驗步驟]①準確稱量Fe₂O₃（少量）的質量；②重復實驗二的步驟；③待反應結束，將試管里的物質進行______，洗滌，干燥，稱量；④對比反應前后Fe₂O₃的質量．
[討論]如果______，則說明Fe₂O₃能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑．
但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足以說明問題，還需要再增加一個探究實驗．
實驗四：[實驗目的]探究______．
若小華用如下裝置和相應的操作進行實驗，請你回答下列問題．
（1）一氧化碳還原干燥粉末前，為安全起見，應進行的一項重要操作是______．
（2）能夠證明猜想的實驗現象是______
（3）上述實驗的尾氣不能直接排放到空氣中，請你說出一種處理尾氣的方法：______．

Answer 1

解：首先猜想Fe₂O₃能做過氧化氫溶液分解反應的催化劑，然后通過對比實驗證明氧化鐵確實能加快反應速率，但還不能說明它就是催化劑，要想進一步證明，就要設計實驗測定氧化鐵的質量和化學性質在反應前后不變，通過測量氧化鐵反應前后的質量和用一氧化碳與氧化鐵反應的現象，得出氧化鐵能在過氧化氫分解的催化劑，并且最后對尾氣進行了處理，使實驗沒有缺憾．
故答案：[猜想]Fe₂O₃能做過氧化氫溶液分解反應的催化劑．

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
實驗二	在裝有H2O2溶液的試管中加入少量的Fe2O3，然后將帶火星的木條伸入試管中	木條復燃	加入Fe2O3能加快過氧化氫溶液分解反應的速率，所以可做過氧化氫溶液分解反應的催化劑（或原猜想成立）

[結論]Fe₂O₃能加快過氧化氫溶液的分解速率，故Fe₂O₃能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑．
實驗三：[實驗目的]探究反應前后Fe₂O₃固體的質量是否相同 過濾
[討論]如果Fe₂O₃在反應前后質量不變
實驗四：[實驗目的]探究反應前后Fe₂O₃固體的化學性質是否相同
（1）先檢驗通入氣體（或一氧化碳）的純度（或先驗純）
（2）紅色粉末變黑色，澄清石灰水變渾濁
（3）將尾氣收集后處理或點燃（其它答案合理即可）
分析：檢驗一種物質能不能做某物質的催化劑，首先要驗證它能不能改變某物質的化學反應速率，其次要檢驗這種物質在化學反應完成后的質量和化學性質有沒有發生改變．本題就是圍繞氧化鐵對過氧化氫的催化作用和催化后的質量和化學性質設計實驗進行考查的．
點評：本題的思路很明確，就是驗證氧化鐵對過氧化氫分解是否有催化作用，按照探究實驗的步驟按部就班的完成．