Question

【題目】邏輯推理是化學學習常用的思維方法．某校研究性學習小組在做“尋找新的催化劑”課題時，發(fā)現(xiàn)將紅磚粉末放到過氧化氫溶液中，也可以加快過氧化氫的分解速率．于是，他們對此展開探究：
【查閱資料】紅磚粉末的主要成分有氧化鐵、硅酸鈉等
【提出問題】什么物質是該反應催化劑？
【猜想與假設】下面是組內兩位同學所作的猜想，請你完成小芳的猜想．
【假設一】小芳：紅磚粉末里的 ①是H2O2溶液分解反應的催化劑．
【假設二】小華：紅磚粉末里的硅酸鈉是H2O2溶液分解反應的催化劑．
（1）【實驗與結論】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗I：把一定質量的氧化鐵粉末加入到裝有10mL5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	②	反應的化學方程式 ③假設一成立
實驗Ⅱ：取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入 ④ ， 并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	無現(xiàn)象	假設二 ⑤ （填“成立”或“不成立”）

（2）【討論交流】同學們討論后認為，小芳的“實驗I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：⑥ ．
請你設計實驗（寫出實驗步驟、實驗現(xiàn)象及結論）證明其中的某一點理由：⑦ ．
H2O2生成O2的快慢與哪些因素有關？請你幫助他們繼續(xù)探究．（只要求提出假設和實驗方案）
（3）【假設】
（4）【實驗方案】 ．

Answer 1

【答案】
（1）產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復燃；2H2O2 2H2O+O2↑；硅酸鈉；不成立
（2）還要驗證氧化鐵的質量和化學性質反應前后是否改變；等待實驗I中不再產(chǎn)生氣泡，向管中加入過氧化氫溶液，若再產(chǎn)生氣泡，就證明氧化鐵的化學性質沒有變；等待實驗I中不再產(chǎn)生氣泡，向管中加入過氧化氫溶液，若再產(chǎn)生氣泡，就證明氧化鐵的化學性質沒有變
（3）過氧化氫溶液的濃度，溫度，催化劑的質量，顆粒大小
（4）取體積相等，濃度相等的過氧化氫溶液于兩支試管中，分別加入5g、10g二氧化錳，比較反應的速率
【解析】解：【猜想與假設】【假設一】小芳：紅磚粉末里的 ①氧化鐵是H2O2溶液分解反應的催化劑；【實驗與結論】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗I：把一定質量的氧化鐵粉末加入到裝有10mL5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	②產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復燃	反應的化學方程式 ③2H2O2 2H2O+O2↑假設一成立
實驗Ⅱ：取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入 ④硅酸鈉，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現(xiàn)象．	無現(xiàn)象	假設二 ⑤不成立

【討論交流】同學們討論后認為，小芳的“實驗I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：⑥還要驗證氧化鐵的質量和化學性質反應前后是否改變；等待實驗I中不再產(chǎn)生氣泡，向管中加入過氧化氫溶液，若再產(chǎn)生氣泡，就證明氧化鐵的化學性質沒有變；
設計實驗證明其中的某一點理由：⑦等待實驗I中不再產(chǎn)生氣泡，向管中加入過氧化氫溶液，若再產(chǎn)生氣泡，就證明氧化鐵的化學性質沒有取體積相等，濃度相等的過氧化氫溶液于兩支試管中，分別加入5g、10g二氧化錳，比較反應的速率變；
【假設】過氧化氫溶液的濃度，溫度，催化劑的質量，顆粒大小；
【實驗方案】取體積相等，濃度相等的過氧化氫溶液于兩支試管中，分別加入5g、10g二氧化錳，比較反應的速率．
所以答案是：氧化鐵；【實驗與結論】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
	②產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復燃	③2H2O2 2H2O+O2↑
		⑤不成立

【討論交流】⑥還要驗證氧化鐵的質量和化學性質反應前后是否改變；等待實驗I中不再產(chǎn)生氣泡，向管中加入過氧化氫溶液，若再產(chǎn)生氣泡，就證明氧化鐵的化學性質沒有變；
⑦等待實驗I中不再產(chǎn)生氣泡，向管中加入過氧化氫溶液，若再產(chǎn)生氣泡，就證明氧化鐵的化學性質沒有取體積相等，濃度相等的過氧化氫溶液于兩支試管中，分別加入5g、10g二氧化錳，比較反應的速率變；
【假設】過氧化氫溶液的濃度，溫度，催化劑的質量，顆粒大小；
【實驗方案】取體積相等，濃度相等的過氧化氫溶液于兩支試管中，分別加入5g、10g二氧化錳，比較反應的速率．
【考點精析】關于本題考查的催化劑的特點與催化作用和書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式，需要了解催化劑（觸媒）：在化學反應中能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質．（一變兩不變）催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用；注意：a、配平 b、條件 c、箭號才能得出正確答案．