Question

某校化學(xué)興趣小組將用剩的過氧化氫溶液倒入放有生銹鐵釘?shù)膹U液缸中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量的氣泡，經(jīng)檢驗(yàn)此氣體為氧氣．根據(jù)學(xué)過的知識(shí)初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質(zhì)加快了過氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質(zhì)加快了過氧化氫的分解速率？請(qǐng)你參與他們的研究，分享和體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的快樂．
[猜想與假設(shè)]
甲同學(xué)：鐵釘表面的氧化鐵加快了H₂O₂的溶液分解．
乙同學(xué)：鐵釘里的______加快了H₂O₂的溶液分解．
[設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)]完成下列表格

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)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(xiàn)象．	______	甲同學(xué)結(jié)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(xiàn)象．	無現(xiàn)象	乙同學(xué)結(jié)論______．（填“成立”或“不成立”）

[討論交流]丙同學(xué)認(rèn)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(xué)的觀點(diǎn)？______，如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是______．
（提示：下面小題若答對(duì)將獎(jiǎng)勵(lì)4分，但化學(xué)總分不超過60分．）
[反思與評(píng)價(jià)]丁同學(xué)仔細(xì)觀察“方案二”中一直沒有現(xiàn)象的試管，過了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體，丁同學(xué)對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行深入思考和分析，得出可能的原因，你能想出其中的原因嗎？______．

Answer 1

[猜想與假設(shè)]生銹鐵釘?shù)慕M成主要是：氧化鐵和鐵．甲同學(xué)猜想：鐵釘表面的氧化鐵加快了H₂O₂的溶液分解，因此乙同學(xué)：鐵釘里的鐵加快了H₂O₂的溶液分解．
故答案是：鐵；
[設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)]方案一：因甲同學(xué)結(jié)論成立，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；
方案二：根據(jù)乙同學(xué)的猜想可知，應(yīng)向盛有10mL 5% H₂O₂溶液的試管中加入鐵粉；沒有現(xiàn)象說明乙同學(xué)結(jié)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?yàn)榇呋瘎┏�了改變反�?yīng)的速率之外，它的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后必須不變；如果要證明氧化鐵是催化劑，還需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
[反思與評(píng)價(jià)]“方案二”中一直沒有現(xiàn)象的試管，過了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體，原因可能是：可能是鐵定中的鐵單質(zhì)被過氧化氫氧化變成氧化鐵，而后氧化鐵再去催化過氧化氫溶液分解；或可能是鐵定中的炭被過氧化氫氧化而后其產(chǎn)物再去催化過氧化氫溶液分解．
故答案為：
【猜想與假設(shè)】鐵；
【設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)】有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；鐵；不成立；
【討論交流】支持；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe₂O₃在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；
【反思與評(píng)價(jià)】可能是鐵被過氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來氧化鐵催化過氧化氫溶液分解或可能是鐵釘中碳被過氧化氫溶液氧化，其產(chǎn)物催化過氧化氫溶液分解．