Question

【題目】邏輯推理是化學(xué)學(xué)習(xí)常用的思維方法．某校研究性學(xué)習(xí)小組在做“尋找新的催化劑”課題時(shí)，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(duì)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(zhì)是該反應(yīng)催化劑？
【猜想與假設(shè)】下面是組內(nèi)兩位同學(xué)所作的猜想，請(qǐng)你完成小芳的猜想．
【假設(shè)一】小芳：紅磚粉末里的 ①是H2O2溶液分解反應(yīng)的催化劑．
【假設(shè)二】小華：紅磚粉末里的硅酸鈉是H2O2溶液分解反應(yīng)的催化劑．
（1）【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)I：把一定質(zhì)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(yīng)的化學(xué)方程式 ③假設(shè)一成立
實(shí)驗(yàn)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(shè)二 ⑤ （填“成立”或“不成立”）

（2）【討論交流】同學(xué)們討論后認(rèn)為，小芳的“實(shí)驗(yàn)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(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（寫出實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論）證明其中的某一點(diǎn)理由：⑦ ．
H2O2生成O2的快慢與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)你幫助他們繼續(xù)探究．（只要求提出假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案）
（3）【假設(shè)】
（4）【實(shí)驗(yàn)方案】 ．

Answer 1

【答案】
（1）產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；2H2O2 2H2O+O2↑；硅酸鈉；不成立
（2）還要驗(yàn)證氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后是否改變；等待實(shí)驗(yàn)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(xué)性質(zhì)沒有變；等待實(shí)驗(yàn)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(xué)性質(zhì)沒有變
（3）過氧化氫溶液的濃度，溫度，催化劑的質(zhì)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(yīng)的速率
【解析】解：【猜想與假設(shè)】【假設(shè)一】小芳：紅磚粉末里的 ①氧化鐵是H2O2溶液分解反應(yīng)的催化劑；【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)I：把一定質(zhì)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(fù)燃	反應(yīng)的化學(xué)方程式 ③2H2O2 2H2O+O2↑假設(shè)一成立
實(shí)驗(yàn)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(shè)二 ⑤不成立

【討論交流】同學(xué)們討論后認(rèn)為，小芳的“實(shí)驗(yàn)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(yàn)證氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后是否改變；等待實(shí)驗(yàn)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(xué)性質(zhì)沒有變；
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明其中的某一點(diǎn)理由：⑦等待實(shí)驗(yàn)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(xué)性質(zhì)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(yīng)的速率變；
【假設(shè)】過氧化氫溶液的濃度，溫度，催化劑的質(zhì)量，顆粒大小；
【實(shí)驗(yàn)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(yīng)的速率．
所以答案是：氧化鐵；【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
	②產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃	③2H2O2 2H2O+O2↑
		⑤不成立

【討論交流】⑥還要驗(yàn)證氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后是否改變；等待實(shí)驗(yàn)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(xué)性質(zhì)沒有變；
⑦等待實(shí)驗(yàn)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(xué)性質(zhì)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(yīng)的速率變；
【假設(shè)】過氧化氫溶液的濃度，溫度，催化劑的質(zhì)量，顆粒大小；
【實(shí)驗(yàn)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(yīng)的速率．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的催化劑的特點(diǎn)與催化作用和書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式，需要了解催化劑（觸媒）：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)．（一變兩不變）催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用；注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)才能得出正確答案．