Question

化學教材 “分解過氧化氫制氧氣的反應中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學探究小組的興趣。

【提出問題】氧化鐵、氧化銅能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，其催化效果如何?

【實驗探究1】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
①分別量取5 mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入a g氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條，觀察現(xiàn)象。	A試管中產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現(xiàn)象
②待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管內，如此反復多次實驗，觀察現(xiàn)象。	試管中均產(chǎn)生大量氣泡，帶火星木條均復燃
③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質量仍為a g。
④分別量取5 mL5%過氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中，向C試管中加入a g氧化鐵粉末，向D試管中加入a g二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象。

（1）A中產(chǎn)生的氣體是            ；

（2）實驗②、③證明：氧化鐵的             和           在反應前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；

（3）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的文字表達式                                    。

（4）實驗設計④的目的是                                                      ，若實驗④觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是                  

                                                              。

【實驗探究2】小雨以生成等體積的氧氣為標準，設計了下列三組實驗（其它可能影響實驗的因素均忽略）．

實驗序號	KclO3質量	其它物質質量	待測數(shù)據(jù)
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO   0.5g
③	1.2g	MnO2   0.5g

（MnO₂二氧化錳，CuO氧化銅）
（1）上述實驗應測量的“待測數(shù)據(jù)”是              ；
（2）若實驗②比實驗①的“待測數(shù)據(jù)”更      （填“大”或“小”），說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率．
（3）【預期結論】氧化銅能作氯酸鉀分解的催化劑．你認為小雨設計實驗③和實驗②對比的目的是                            

（4）若要證明氧化銅是氯酸鉀的催化劑，需要進行兩個實驗
①                                                        ；
②                                                        。

Answer 1

【實驗探究1】

（1）氧氣      (2)質量；化學性質   （3）過氧化氫  水+氧氣

（4）氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；

二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑

【實驗探究2】

（1）收集等量氧氣所需時間   （2）小

（3）探究氧化銅和二氧化錳哪一個催化效果好

（4）①：將實驗②反應后的固體經(jīng)提純分離仍得到0.5克黑色粉末，說明質量沒變；
②：將黑色粉末放入試管中，加入氯酸鉀固體加熱，一會兒就有氣泡冒出，說明氧化銅還能作氯酸鉀的催化劑，說明氧化銅的化學性質沒變