Question

【題目】研究催化劑對化學反應有重要意義．為探究催化劑對雙氧水分解的催化效果，某研究小組做了如下實驗：

（1）甲同學欲用上圖所示實驗來證明MnO2是H2O2分解反應的催化劑，寫出該反應的化學方程式
（2）為探究MnO2的質量對催化效果的影響，乙同學分別量取50mL 1% H2O2加入容器中，在一定質量范圍內，加入不同質量的MnO2 ， 測量所得氣體體積，數據如表：

MnO2的質量/g	0.1	0.2	0.4
40s末O2體積/mL	49	61	86

由此得出的結論是 ．
（3）為分析Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應的催化效果，丙同學設計如表實驗（三支試管中均盛有10mL 5% H2O2 ）：

試管	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加試劑	5滴0.1molL﹣1FeCl3	5滴0.1molL﹣1 CuCl2	5滴0.3molL﹣1 NaCl
產生氣 泡情況	較快產生細小氣泡	緩慢產生細小氣泡	無氣泡產生

結論是 ， 實驗Ⅲ的目的是 ．
（4）查閱資料得知：將作為催化劑的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中會發生兩個氧化還原反應，且兩個反應中H2O2均參加了反應，試從催化劑的角度分析，這兩個氧化還原反應的化學方程式分別是2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl和 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2O2 2H2O+O2↑
（2）在一定質量范圍內，增加MnO2的質量，化學反應速率加快
（3）Fe3+和Cu2+對H2O2分解均有催化效果，且Fe3+比Cu2+催化效果好；對比實驗，說明Cl﹣對的H2O2分解沒有催化效果
（4）2FeCl2+H2O2+2HCl═2FeCl3+2H2O
【解析】解：（1）H2O2在MnO2催化作用下分解生成水和氧氣，反應的方程式為：2H2O2 2H2O+O2↑，
所以答案是：2H2O2 2H2O+O2↑；
（2.）根據表格中數據，在一定質量范圍內，二氧化錳質量的增加，相同時間內收集到氧氣的體積也相應增加，說明反應速率加快，原因是在一定質量范圍內，固體質量越大，其表面積也越大，故反應速率加快，催化效果更好；
所以答案是：在一定質量范圍內，MnO2質量越大，反應速率越快；
（3.）從所給的數據可知：試管Ⅰ、試管Ⅱ所用試劑的濃度、用量完全一樣，產生氣泡是試管Ⅰ快，試管Ⅱ慢，試管Ⅲ無氣泡產生，試管Ⅲ是一個對比實驗，說明Cl﹣對H2O2的分解沒有催化作用，從而得到Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好的結論，
所以答案是：Fe3+和Cu2+對H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好；對比實驗，證明Cl﹣對H2O2的分解沒有催化作用；
（4.）根據化合價的升降和催化劑會參加反應，但最終性質和質量不改變寫出反應方程式，FeCl3和H2O2反應，FeCl3中鐵元素化合價降低，生成氯化亞鐵，雙氧水中氧元素化合價升高，生成氧氣，方程式為：2FeCl3+H2O2=2FeCl2+O2↑+2HCl；FeCl3作催化劑，在第二個反應中重新生成，氯化亞鐵又被雙氧水氧化成氯化鐵，方程式為：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O；
所以答案是：2FeCl2+H2O2+2HCl=2FeCl3+2H2O．