Question

某校化学兴趣小组同学在学习了催化剂的知识后，想探究氧化铁能否在过氧化氢溶液分解反应中起到催化作用．请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白．
[问题]Fe₂O₃能不能做过氧化氢溶液分解反应的催化剂呢？
[猜想]______．
[实验验证]

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验一	在试管中加入少量的H2O2溶液，然后将带火星的木条伸入试管中	木条不复燃	常温下H2O2溶液分解速率非常缓慢，放出很少量氧气，因此木条不能复燃．
实验二	在装有H2O2溶液的试管中加入少量的Fe2O3，然后将带火星的木条伸入试管中	木条复燃

[结论]______
[讨论与反思]经过讨论，有的同学认为只有上述两个实验，不能证明Fe₂O₃能作过氧化氢溶液分解反应的催化剂，还要补充一个探究实验．
实验三：[实验目的]探究______．
[实验步骤]①准确称量Fe₂O₃（少量）的质量；②重复实验二的步骤；③待反应结束，将试管里的物质进行______，洗涤，干燥，称量；④对比反应前后Fe₂O₃的质量．
[讨论]如果______，则说明Fe₂O₃能作过氧化氢溶液分解反应的催化剂．
但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足以说明问题，还需要再增加一个探究实验．
实验四：[实验目的]探究______．
若小华用如下装置和相应的操作进行实验，请你回答下列问题．
（1）一氧化碳还原干燥粉末前，为安全起见，应进行的一项重要操作是______．
（2）能够证明猜想的实验现象是______
（3）上述实验的尾气不能直接排放到空气中，请你说出一种处理尾气的方法：______．

Answer 1

解：首先猜想Fe₂O₃能做过氧化氢溶液分解反应的催化剂，然后通过对比实验证明氧化铁确实能加快反应速率，但还不能说明它就是催化剂，要想进一步证明，就要设计实验测定氧化铁的质量和化学性质在反应前后不变，通过测量氧化铁反应前后的质量和用一氧化碳与氧化铁反应的现象，得出氧化铁能在过氧化氢分解的催化剂，并且最后对尾气进行了处理，使实验没有缺憾．
故答案：[猜想]Fe₂O₃能做过氧化氢溶液分解反应的催化剂．

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验二	在装有H2O2溶液的试管中加入少量的Fe2O3，然后将带火星的木条伸入试管中	木条复燃	加入Fe2O3能加快过氧化氢溶液分解反应的速率，所以可做过氧化氢溶液分解反应的催化剂（或原猜想成立）

[结论]Fe₂O₃能加快过氧化氢溶液的分解速率，故Fe₂O₃能作过氧化氢溶液分解反应的催化剂．
实验三：[实验目的]探究反应前后Fe₂O₃固体的质量是否相同 过滤
[讨论]如果Fe₂O₃在反应前后质量不变
实验四：[实验目的]探究反应前后Fe₂O₃固体的化学性质是否相同
（1）先检验通入气体（或一氧化碳）的纯度（或先验纯）
（2）红色粉末变黑色，澄清石灰水变浑浊
（3）将尾气收集后处理或点燃（其它答案合理即可）
分析：检验一种物质能不能做某物质的催化剂，首先要验证它能不能改变某物质的化学反应速率，其次要检验这种物质在化学反应完成后的质量和化学性质有没有发生改变．本题就是围绕氧化铁对过氧化氢的催化作用和催化后的质量和化学性质设计实验进行考查的．
点评：本题的思路很明确，就是验证氧化铁对过氧化氢分解是否有催化作用，按照探究实验的步骤按部就班的完成．