Question

2．在學習了催化劑的知識以后，某化學興趣小組對催化劑產生了深厚興趣．在用百度搜索“催化劑”時顯示：“據統(tǒng)計，約有90%以上的工業(yè)過程中使用催化劑，如化工、石化、生化、環(huán)保等”．他們決定對過氧化氫制氧氣實驗“尋找新的催化劑”．
【提出問題】氧化鐵能否作為過氧化氫溶液分解的催化劑？
【猜想】氧化鐵能作過氧化氫溶液分解的催化劑
【實驗探究】甲同學設計了下列實驗方案，并進行實驗．
實驗一：取一定量的H₂O₂溶液于試管中，幾乎觀察不到氣泡，說明常溫下H₂O₂幾乎不分解．
實驗二：在實驗一的試管中，加入W克的氧化鐵，立刻產生大量氣泡，用帶火星的木條伸入試管中，木條復燃．得出結論：氧化鐵可以加快過氧化氫溶液分解的速度．
實驗三：待實驗二反應結束后，將試管中的剩余物進行過濾、洗滌、干燥，并稱得固體質量仍為W克．得出結論：氧化鐵在反應前后的質量沒有改變．
【實驗結論】根據實驗結果，甲同學得出結論：氧化鐵能作為過氧化氫溶液分解的催化劑．
【反思評價】乙同學認為：還應設計一個實驗，用來探究氧化鐵在反應前后的化學性質是否改變，才能確認氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑．此觀點得到大家的贊同．
【實驗擴展】氧化鐵與二氧化錳相比較，誰對過氧化氫溶液分解的催化效果更好？
丙同學設計并進行了下列實驗：在A試管加入W克的氧化鐵，B試管中加入W克的二氧化錳，然后分別加入等體積的同種H₂O₂溶液，測量收集等體積氧氣所需時間，見下表：

濃度 時間/min 催化劑	30%H2O2溶液	15%H2O2溶液	5%H2O2溶液
加入wg二氧化錳	0.2	0.8	2.0
加入wg氧化鐵	7.0	9.0	16.0

結論：在催化分解過氧化氫溶液時，二氧化錳的催化效果更好．
【知識延伸】
（1）查閱資料得知，氧化銅、硫酸銅、紅磚粉末、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑．
（2）下列有關催化劑的說法中不正確的是D．
A．催化劑在化工生產過程中有重要作用
B．同一個化學反應可以用多種不同物質作催化劑
C．不同的化學反應可以選擇相同的物質用作催化劑
D．催化劑只能加快化學反應的速率．

Answer 1

分析 【實驗探究】根據實驗現象進行分析；
【反思評價】催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，所以不僅考慮反應前后氧化鐵質量不變，還需要考慮化學性質；
【實驗拓展】根據對比實驗數據可知相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應越快）進行解答；
【知識延伸】根據催化劑的性質和作用進行分析；

解答 解：【實驗探究】在實驗一的試管中加入Wg 氧化鐵粉末，有大量氣泡產生，然后伸入帶火星的木條，木條復燃，說明加入氧化鐵后產生氧氣的速度加快了很多，說明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；實驗三將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質量仍為Wg，說明了反應前后氧化鐵質量不變；
【反思評價】催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，所以不僅考慮反應前后氧化鐵質量不變，還需要考慮化學性質是否改變；
【實驗拓展】分析表格數據可知：當雙氧水濃度相同時，向其中加入等質量的二氧化錳和三氧化二鐵，發(fā)現生成等量的氧氣所需要的時間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產生氧氣的速率快；
【知識延伸】根據相關資料可知，催化劑在化工生產過程中作用重大，同一個化學反應可以用多種不同物質作催化劑，不同的化學反應可以選擇相同的物質用作催化劑
，但催化劑能改變化學反應的速率，不一定是加快．
故答案為：【實驗探究】氧化鐵可以加快過氧化氫溶液分解的速度；氧化鐵在反應前后的質量沒有改變；
【反思評價】氧化鐵在反應前后的化學性質是否改變；
【實驗拓展】二氧化錳；
【知識延伸】D；

點評 解答本題關鍵是要知道催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，催化劑一定能加快反應速度．