Question

某化学研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时，发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中，也可以加快过氧化氢的分解速率。于是，他们对此展开探究：
【提出问题】什么物质是该反应催化剂?
【猜想与假设】：下面是组内两位同学所作的猜想，请你完成小华的猜想。
小芳同学：铁钉表面的铁锈（氧化铁）是过氧化氢溶液分解反应的催化剂。
小华同学：铁钉里的       是过氧化氢溶液分解反应的催化剂。
【实验与结论】

实验操作	实验现象	实验结论
实验I：把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5％的过氧化氢溶液的试管中，并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象。		反应的文字表达式为：                                 假设一成立
实验Ⅱ：取10mL5％的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入               ,并用一根带火星的小木条置于试管口，观察现象。	无现象	假设二            (填“成立”或“不成立”)

 
【讨论交流】同学们讨论后认为，小芳的“实验I”还不能够确切的说明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，理由是：                                                   。
请你设计实验(写出实验步骤、实验现象及结论)证明其中的某一点理由：
(如果可以，你将获得4分的奖励分，但卷面总分不得超过60分)

实验操作	实验现象	实验结论

 

Answer 1

【猜想与假设】铁（1分）
【实验与结论】产生大量的气泡，带火星的木条复燃 (1分) 过氧化氢水+氧气（2分） 用砂纸打磨光亮的铁钉（或适量铁粉）(1分) 不成立（1分）
【讨论交流】该实验只验证了氧化铁改变了过氧化氢分解的速率，并未验证其在反应前后的质量和化学性质未发生改变（合理即可）（1分）
注意：若答对下题将奖励4分，但试卷总分不超过60分。

实验操作（2分）	实验现象（1分）	实验结论（1分）
待实验I反应结束后，在向其中加入适量5%的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口，观察现象。	产生大量的气泡，带火星的木条复燃。	氧化铁在化学反应前后化学性质未发生改变

（合理即可）

解析试题分析：【猜想与假设】铁钉中除有铁锈个，还有铁，故可猜测铁也能做过氧化氢的催化剂；
【实验与结论】猜想成立，故应观察到的现象为产生大量的气泡，带火星的木条复燃；过氧化氢在催化作用下生成水和氧气；要检验铁能否做过氧化氢的催化剂，故可加入铁粉或打磨光亮的铁钉；根据现象可知，铁没有改变过氧化氢的反应速率，猜想不成立；
【讨论交流】实验中只检验了氧化铁能改变过氧化氢的反应速率，未验证其化学性质和质量在反应前后是否发生变化；验证其质量是否改变，可在反应前后进行称量，验证化学性质不变可再加入过氧化氢溶液。
考点：催化剂