Question

CuSO₄溶液对过氧化氢的分解具有催化作用，有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下的探究．
（1）请你帮助他们完成实验报告：
实验过程：在一支试管中加入5ml5%的H₂O₂溶液，然后滴入适量的FeCl₃溶液，把带火星的木条伸入试管．
实验现象：①

试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃

实验结论：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂
（2）已知FeCl₃在水中可解离出Fe³⁺ 和Cl^-，同学们提出以下猜想：
甲同学的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的H₂O；
乙同学的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Fe³⁺；
丙同学的猜想是：真正催化分解H₂O₂的是FeCl₃溶液中的Cl^-；
你认为最不可能的是 ②

甲

 同学的猜想，理由是 ③

l5%的H₂O₂溶液中自身有水，可见水不是催化剂

．
（3）同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究．请你仔细分析后填表：
实验过程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl，并把带火星的木条伸入试管．
实验现象：无明显现象
结论④

起催化作用的不是Cl^-

．
实验过程：向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的⑤

Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）

，并把带火星的木条伸入试管．
实验现象：⑥

试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃

．
结论：⑦

起催化作用的是Fe³⁺

．

Answer 1

分析：（1）FeCl₃溶液对双氧水的分解有催化作用，所以现象是试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；
（2）对于真正催化分解H₂O₂的到底是H₂O、Fe³⁺还是Cl^-，同学共有三个猜想，根据推理，可知最不可能的是甲；
（3）通过加入加入少量的HCl引入Cl^-，而无明显现象，起催化作用的不是Cl^-；从而可知起催化作用的一定是铁离子，通过加入Fe（NO₃）₃溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液引入Fe³⁺，H₂O₂的分解被促进，故试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明起催化作用的是Fe³⁺．

解答：解：（1）通过实验结论可知：FeCl₃溶液可以催化分解H₂O₂，所以向H₂O₂溶液中滴入适量的FeCl₃溶液，2H₂O₂

FeCl3  .

2H₂O+O₂↑，有大量O₂生成，把带火星的木条伸入试管，木条复燃，
故答案为：试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；
（2）三个猜想中，最不可能的是甲，理由是l5%过氧化氢溶液中自身有水，但一般情况过氧化氢溶液比较稳定，不会自行分解，可见水不是催化剂，
故答案为：甲； 因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂；
（3）由第（2）题排除了甲同学的猜想，现向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的HCl，引入了Cl^-，将带火星的木条伸入试管．无明显现象，可见Cl^-没有促进H₂O₂ 分解，证明Cl^-不是H₂O₂分解的催化剂．丙同学猜想不正确，故结论为：起催化作用的不是Cl^-；
甲和丙同学的猜想均不正确，可知起催化作用的一定是乙同学的猜想：Fe³⁺，所以应该向盛有5ml5%的H₂O₂溶液的试管中加入少量的铁盐来引入Fe³⁺，可以选用 Fe（NO₃）₃溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液；
由于Fe³⁺起到了催化作用促进了双氧水分解，所以现象为：试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃，说明是Fe³⁺起到了催化作用，
故答案为：起催化作用的不是Cl^-；Fe（NO₃）₂溶液（或Fe₂（SO₄）₃溶液）； 试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；起催化作用的是Fe³⁺．

点评：本题从对比试验的角度验证了对H₂O₂起催化作用的是Fe³⁺，把握催化剂对反应速率的影响及习题中的信息为解答的关键，注意氧气的检验方法，题目难度中等．