Question

甲同学在用双氧水制取氧气时，误把Fe₂O₃粉末当成MnO₂放入双氧水中，发现也有大量气泡产生．他意识到这个错误后，联想到MnO₂可作为H₂O₂分解的催化剂，那么Fe₂O₃能否作为H₂O₂分解的催化剂呢？请你一起参与探究，并填写下列空白．
【猜想】Fe₂O₃能作为H₂O₂分解的催化剂．
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验：
实验一：取一定量的H₂O₂溶液于试管中，观察到有极少量气泡产生，伸入带火星的木条，没有复燃．说明H₂O₂溶液常温下缓慢分解．
实验二：在实验一的试管中加入W g Fe₂O₃粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃．说明

 

．
实验三：待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量，固体质量仍为W g．说明

 

．
【实验结论】甲同学认为，Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂．
【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验：把实验三干燥后的Fe₂O₃粉末加入到盛有H₂O₂溶液于试管中，然后伸入带火星的木条，木条复燃．该实验的目的是

 

．
【拓展】为探究催化剂的种类对H₂O₂溶液分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将10毫升5%H₂O₂溶液与1.0g MnO₂均匀混合制取相同体积O₂所需的时间15min．
Ⅱ．将10毫升x%H₂O₂溶液与1.0g Fe₂O₃均匀混合制取相同体积O₂所需的时间8min，则中x的值应为

 

．
实验结论：在相同条件下使用

 

作催化剂，双氧水分解得更快．

Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用

专题：科学探究

分析：根据过氧化氢溶液中伸入带火星的木条，没有复燃，说明产生氧气速度慢，加入氧化铁后，带火星木条复燃，说明氧化铁加快了反应速度；催化剂在反应前后本身质量和化学性质都不变，所以不仅考虑反应前后氧化铁质量不变，还需要考虑化学性质．

解答：解：实验二：在实验二的试管中加入Wg 氧化铁粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃，说明加入氧化铁后产生氧气的速度加快了很多，说明氧化铁加快了过氧化氢分解的速度；
实验三：在实验三种将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量，固体质量仍为Wg，说明了反应前后氧化铁质量不变；
【反思评价】催化剂在反应前后本身质量和化学性质都不变，所以不仅考虑反应前后氧化铁质量不变，还需要考虑化学性质是否改变．
【拓展】为探究催化剂的种类对H₂O₂溶液分解速度的影响，所以设计对比实验时过氧化氢溶液的浓度应该相同，故x的值应为5；
Ⅰ．将10毫升5%H₂O₂溶液与1.0g MnO₂均匀混合制取相同体积O₂所需的时间15min
Ⅱ．将10毫升5%H₂O₂溶液与1.0g Fe₂O₃均匀混合制取相同体积O₂所需的时间8min．
实验结论：在相同条件下使用氧化铁作催化剂，双氧水分解得更快．
故答案为：实验二：氧化铁加快了过氧化氢分解的速度；
实验三：反应前后氧化铁质量不变；
【反思评价】：探究反应前后氧化铁的化学性质不变；
【拓展】5；Fe₂O₃．

点评：解答本题关键是要知道催化剂在反应前后本身质量和化学性质都不变，催化剂一定能加快反应速度．