Question

CuSO₄溶液對過氧化氫的分解具有催化作用，有同學猜想其他鹽溶液也能在這個反應中起同樣的作用，于是他們做了以下的探究．
（1）請你幫助他們完成實驗報告：
實驗過程：在一支試管中加入5ml5%的H₂O₂溶液，然后滴入適量的FeCl₃溶液，把帶火星的木條伸入試管．
實驗現象：①

試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃

實驗結論：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂
（2）已知FeCl₃在水中可解離出Fe³⁺ 和Cl^-，同學們提出以下猜想：
甲同學的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同學的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同學的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你認為最不可能的是 ②

甲

 同學的猜想，理由是 ③

l5%的H₂O₂溶液中自身有水，可見水不是催化劑

．
（3）同學們對余下的兩個猜想，用實驗進行了探究．請你仔細分析后填表：
實驗過程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl，并把帶火星的木條伸入試管．
實驗現象：無明顯現象
結論④

起催化作用的不是Cl^-

．
實驗過程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的⑤

Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）

，并把帶火星的木條伸入試管．
實驗現象：⑥

試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃

．
結論：⑦

起催化作用的是Fe³⁺

．

Answer 1

分析：（1）FeCl₃溶液對雙氧水的分解有催化作用，所以現象是試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃；
（2）對于真正催化分解H₂O₂的到底是H₂O、Fe³⁺還是Cl^-，同學共有三個猜想，根據推理，可知最不可能的是甲；
（3）通過加入加入少量的HCl引入Cl^-，而無明顯現象，起催化作用的不是Cl^-；從而可知起催化作用的一定是鐵離子，通過加入Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液引入Fe³⁺，H₂O₂的分解被促進，故試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃，說明起催化作用的是Fe³⁺．

解答：解：（1）通過實驗結論可知：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂，所以向H₂O₂溶液中滴入適量的FeCl₃溶液，2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，有大量O₂生成，把帶火星的木條伸入試管，木條復燃，
故答案為：試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃；
（2）三個猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%過氧化氫溶液中自身有水，但一般情況過氧化氫溶液比較穩定，不會自行分解，可見水不是催化劑，
故答案為：甲； 因過氧化氫溶液中自身有水，可見水不是催化劑；
（3）由第（2）題排除了甲同學的猜想，現向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的HCl，引入了Cl^-，將帶火星的木條伸入試管．無明顯現象，可見Cl^-沒有促進H₂O₂ 分解，證明Cl^-不是H₂O₂分解的催化劑．丙同學猜想不正確，故結論為：起催化作用的不是Cl^-；
甲和丙同學的猜想均不正確，可知起催化作用的一定是乙同學的猜想：Fe³⁺，所以應該向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的試管中加入少量的鐵鹽來引入Fe³⁺，可以選用 Fe（NO₃）₃溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液；
由于Fe³⁺起到了催化作用促進了雙氧水分解，所以現象為：試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃，說明是Fe³⁺起到了催化作用，
故答案為：起催化作用的不是Cl^-；Fe（NO₃）₂溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）； 試管中有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃；起催化作用的是Fe³⁺．

點評：本題從對比試驗的角度驗證了對H₂O₂起催化作用的是Fe³⁺，把握催化劑對反應速率的影響及習題中的信息為解答的關鍵，注意氧氣的檢驗方法，題目難度中等．