Question

某�；瘜W(xué)興趣小組將用剩的過(guò)氧化氫溶液倒入放有生銹鐵釘?shù)膹U液缸中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量的氣泡，經(jīng)檢驗(yàn)此氣體為氧氣．根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質(zhì)加快了過(guò)氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質(zhì)加快了過(guò)氧化氫的分解速率？請(qǐng)你參與他們的研究，分享和體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的快樂(lè)．
[猜想與假設(shè)]
甲同學(xué)：鐵釘表面的氧化鐵加快了H₂O₂的溶液分解．
乙同學(xué)：鐵釘里的________加快了H₂O₂的溶液分解．
[設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)]完成下列表格

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入2g 氧化鐵粉末，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象．	________	甲同學(xué)結(jié)論成立．
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入________粉末，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象．	無(wú)現(xiàn)象	乙同學(xué)結(jié)論________．（填“成立”或“不成立”）

[討論交流]丙同學(xué)認(rèn)為“方案一”只能說(shuō)明Fe₂O₃加快了H₂O₂溶液的分解，并不能說(shuō)Fe₂O₃就一定是催化劑．你是否支持丙同學(xué)的觀點(diǎn)？________，如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是________．
（提示：下面小題若答對(duì)將獎(jiǎng)勵(lì)4分，但化學(xué)總分不超過(guò)60分．）
[反思與評(píng)價(jià)]丁同學(xué)仔細(xì)觀察“方案二”中一直沒(méi)有現(xiàn)象的試管，過(guò)了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體，丁同學(xué)對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行深入思考和分析，得出可能的原因，你能想出其中的原因嗎？________．

Answer 1

鐵    有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃    鐵    不成立    支持    設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變    可能是鐵被過(guò)氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來(lái)氧化鐵催化過(guò)氧化氫溶液分解或可能是鐵釘中碳被過(guò)氧化氫溶液氧化，其產(chǎn)物催化過(guò)氧化氫溶液分解
分析：此題涉及到“尋找新的催化劑”，將生銹的鐵釘放到過(guò)氧化氫溶液中探究過(guò)氧化氫溶液的分解速率，通過(guò)[猜想與假設(shè)]，再利用[設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)]，經(jīng)過(guò)[設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)]的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象得出結(jié)論，再經(jīng)過(guò)[討論交流]，知氧化碳能做過(guò)氧化氫溶液的催化劑，而鐵單質(zhì)不能做其反應(yīng)的催化劑，最后通過(guò)[反思與評(píng)價(jià)]對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析．
解答：[猜想與假設(shè)]生銹鐵釘?shù)慕M成主要是：氧化鐵和鐵．甲同學(xué)猜想：鐵釘表面的氧化鐵加快了H₂O₂的溶液分解，因此乙同學(xué)：鐵釘里的鐵加快了H₂O₂的溶液分解．
故答案是：鐵；
[設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)]方案一：因甲同學(xué)結(jié)論成立，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；
方案二：根據(jù)乙同學(xué)的猜想可知，應(yīng)向盛有10mL 5% H₂O₂溶液的試管中加入鐵粉；沒(méi)有現(xiàn)象說(shuō)明乙同學(xué)結(jié)論不成立；[討論交流]
“方案一”只能說(shuō)明Fe₂O₃加快了H₂O₂溶液的分解，并不能說(shuō)Fe₂O₃就一定是催化劑，因?yàn)榇呋瘎┏�了改變反�?yīng)的速率之外，它的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后必須不變；如果要證明氧化鐵是催化劑，還需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
[反思與評(píng)價(jià)]“方案二”中一直沒(méi)有現(xiàn)象的試管，過(guò)了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體，原因可能是：可能是鐵定中的鐵單質(zhì)被過(guò)氧化氫氧化變成氧化鐵，而后氧化鐵再去催化過(guò)氧化氫溶液分解；或可能是鐵定中的炭被過(guò)氧化氫氧化而后其產(chǎn)物再去催化過(guò)氧化氫溶液分解．
故答案為：
【猜想與假設(shè)】鐵；
【設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)】有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；鐵；不成立；
【討論交流】支持；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
【反思與評(píng)價(jià)】可能是鐵被過(guò)氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來(lái)氧化鐵催化過(guò)氧化氫溶液分解或可能是鐵釘中碳被過(guò)氧化氫溶液氧化，其產(chǎn)物催化過(guò)氧化氫溶液分解．
點(diǎn)評(píng)：本題的思路很明確，就是驗(yàn)證氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫分解是否有催化作用，按照探究實(shí)驗(yàn)的步驟按部就班的完成．