Question

催化剂在生产、生活和科研中有着重要作用．实验室用分解过氧化氢制氧气，常用二氧化锰作催化剂．
【提出问题】其它物质能作过氧化氢分解的催化剂吗？
【猜想】甲同学认为CuO、Fe₂O₃可以代替MnO₂，因为按物质的简单分类，CuO、Fe₂O₃、MnO₂都属于______．
【设计实验】甲同学按下面步骤进行实验：
（1）在试管中加入5ml　5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管；
（2）用精密的天平准确称量0、5g Fe₂O₃红色粉末，并将其加入一试管中；
（3）在步骤（2）的试管中加入5ml　5%的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管；
（4）待步骤（3）的试管中没有气泡后，进行“某一操作”将固体洗净，干燥、称量，得红色固体的质量仍为0、5g．
【现象】甲同学观察到步骤（1）中的现象为______步骤（3）中带火星的木条复燃．
【反思】步骤（4）中“某一操作”为______乙同学认为步骤（4）后还应增加一个实验请写出该实验的步骤和现象______．

Answer 1

解：[猜想]CuO、Fe₂O₃、MnO₂三种物质均为两种元素组成且含氧元素的氧化物；
[现象]常温下5mL5%的H₂O₂溶液分解缓慢，放出的氧气不足以使带火星的木条复燃；甲同学观察不到步骤①中伸入的带火星木条的复燃；
[反思]为证明氧化铁作为反应的催化剂，除以上检验加快反应速度外，还需要分离反应后剩余物中的氧化铁，以测定其质量不变．由于反应后氧化铁不溶于水故采用过滤的方式进行分离．
在确认质量不变时，还需要证明分离出来的固体氧化铁的化学性质是否发生了改变，通常采取再利用其做一次相同的催化作用实验；
故答案是：[猜想]氧化物；
[现象]带火星的木条没有复燃；
[反思]过滤；将得到的Fe₂O₃再次加入过氧化氢溶液中，过氧化氢溶液能较快产生氧气
分析：根据催化剂在反应中的特点，要想证明某种物质是催化剂，首先，加入这种物质前后反应速率是不是变化非常明显，其次反应前后这种物质的化学性质、质量均不变；如果该物质加入后，化学反应速率发生了明显改变，而自身在反应前后化学性质和质量都没有改变，可证明该物质为此反应的催化剂．
点评：此题考查了催化剂及催化作用的实验验证方法，利用实验分别进行了催化剂特性的验证，即化学反应前后催化剂质量没有增减，化学性质不会改变．