Question

“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．
【實驗探究一】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，催化效果如何？

實驗步驟	實驗現象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象．	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
II．待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現象．	試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃
III．將實驗II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ag．
IV分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現象．

【實驗結論】
（1）由實驗Ⅰ你可以得出的結論是

 

；
（2）實驗II、III證明：氧化鐵的

 

和

 

在反應前后均沒有發生變化，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符號表達式

 

；
【實驗評價】
（4）若實驗IV觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是

 

；
【實驗探究二】影響化學反應的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實驗小組探究影響反應速率部

實驗步驟	實驗現象
I．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現象．	A試管中產生氣泡，帶火星木條復燃，B試管中無明顯現象
II．待A試管中沒有現象發生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復多次試驗，觀察現象．	試管中均產生氣泡，帶火星木條均復燃
III．將實驗II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ag．
IV分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現象．

分因素的相關實驗數據．
（5）通過實驗①和②對比可知，化學反應速率還與

 

有關；從實驗

 

和

 

 對比可知，化學反應速率與溫度的關系是：

 

；
（6）化學反應的實質是微觀粒子相互接觸、碰撞的結果，化學反應速率與微觀粒子的概率有關．試從微觀角度解釋“反應物濃度越大，化學反應速率越快”的原因是：

 

；．

Answer 1

分析：（1）根據實驗現象可知氧化鐵能加快過氧化氫分解的反應速率進行解答；
（2）根據實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進行解答；
（3）根據氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
（4）根據若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
（5）根據通過實驗①和②對比可知，化學反應速率還與反應物濃度有關以及③、④對比可知，化學反應速率與溫度有關進行解答；
（6）根據反應物濃度越大，化學反應速率越快”的原因是反應物濃度越大，單位體積的反應物中含有的粒子數越多，粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快進行解答．

解答：解：（1）根據實驗現象可知氧化鐵能加快過氧化氫分解的反應速率；
（2）根據實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質量和化學性質在反應前后均沒有發生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
（3）由氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，符號表達式為2H₂O₂

氧化鐵  .

2H₂O+O₂↑；
（4）若實驗Ⅳ觀察到D試管中產生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（5）根通過實驗①和②對比可知，化學反應速率還與反應物濃度有關；由③、④對比可知，化學反應速率與溫度有關，且溫度越高，化學反應速率越快；
（6）由反應物濃度越大，化學反應速率越快可知原因是反應物濃度越大，單位體積的反應物中含有的粒子數越多，粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快進行解答．（1）氧化鐵能加快過氧化氫分解的反應速率；
（2）化學性質；質量；  
（3）2H₂O₂

氧化鐵  .

2H₂O+O₂↑；
（4）二氧化錳催化效果比氧化鐵好 
（5）反應物濃度；③； ④；溫度越高，化學反應速率越快；
（6）反應物濃度越大，單位體積的反應物中含有的粒子數越多，粒子間碰撞的概率越大，化學反應速率越快．

點評：此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應原理來解答此題，鍛煉了學生分析問題解決問題能力．