Question

【題目】某校化學興趣小組將用剩的過氧化氫溶液倒入放有生銹鐵釘的廢液缸中，發現產生了大量的氣泡，經檢驗此氣體為氧氣。根據學過的知識初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質加快了過氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質加快了過氧化氫的分解速率？請你參與他們的研究，分享和體驗探究實驗的快樂。

（猜想與假設）

甲同學：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解。

乙同學：鐵釘里的__________加快了H2O2的溶液分解。

（設計方案和實驗）完成下列表格

實驗方案	實驗現象	結論
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，觀察現象。	________ _________	甲同學結論成立。
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，觀察現象。	無現象	乙同學結論_____。 (填“成立”或“不成立”)

（討論交流）丙同學認為“方案一”只能說明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能說Fe2O3就一定是催化劑。你是否支持丙同學的觀點？_____，如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設計一個實驗來證明，這個實驗的設計原理是______。

（拓展）

(1)實驗證明Fe2O3粉末可以作為H2O2分解的催化劑。該反應的化學方程式__________

(2)下表是丙同學探究影響H2O2分解速率時所記錄的部分數據，通過對數據分析，你能得出什么結論？________________。

用足量等體積H2O2溶液制取相同體積O2所需的時間：

Answer 1

【答案】鐵 產生大量氣泡 帶火星木條復燃 鐵 不成立 支持 驗證Fe2O3在反應前后質量和化學性質都沒有改變 2H2O22H2O+O2↑ 相同條件下，二氧化錳比氧化鐵的催化效果好，且過氧化氫溶液濃度越大反應越快

【解析】

猜想與假設：

生銹鐵釘的組成主要是：氧化鐵和鐵，甲同學猜想：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，實驗乙同學：鐵釘里的鐵加快了H2O2的溶液分解；

設計方案和實驗：

方案一：若甲同學結論成立，鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，所以實驗現象為有大量氣泡產生，帶火星木條復燃；

方案二：根據乙同學的猜想可知，應向盛有10mL5% H2O2溶液的試管中加入鐵粉，沒有現象說明乙同學結論不成立；

討論交流：

方案一只能說明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能說Fe2O3就一定是催化劑，因為催化劑除了改變反應的速率之外，它的化學性質和質量在反應前后必須不變，所以支持丙同學的觀點；如果要證明氧化鐵是催化劑，還需要設計實驗驗證Fe2O3在反應前后質量和化學性質都沒有不變；

拓展：

（1）過氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H2O22H2O+O2↑；

（2）通過對表中數據分析可知，催化劑種類不同，其他條件相同，所以得出的結論是：相同條件下，二氧化錳比氧化鐵的催化效果好，且過氧化氫溶液濃度越大反應越快。