Question

8．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)知道二氧化錳能作過氧化氫分解的催化劑，想探究四氧化三鐵是否也能作過氧化氫分解的催化劑．請你一起參與他們的探究過程．
[提出問題]四氧化三鐵能不能作過氧化氫分解的催化劑呢？
[作出猜想]四氧化三鐵能作過氧化氫分解的催化劑．
[查閱資料]a．四氧化三鐵可以近似地看作是氧化亞鐵和氧化鐵的混合物；
b．FeO+H₂SO₄═FeSO₄+H₂O；
c．硫酸鐵與硫酸亞鐵的混合溶液顯黃色．
[實驗驗證]

實驗編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	在試管中加入過氧化氫溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生少量氣泡，木條不復(fù)燃
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入1g四氧化三鐵，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量氣泡，木條 復(fù)燃
③	待②中反應(yīng)結(jié)束，將試管中的剩余物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、稱量	稱得固體質(zhì)量為1g
④	將③中所得固體放入試管中，滴入足量的稀硫酸，充分震蕩	產(chǎn)生大量氣泡

[分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論]（1）實驗③、④證明，四氧化三鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑．
（2）寫出四氧化三鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)方程式過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣．
（3）氧化鐵是鐵的氧化物中的一種，寫出氧化鐵的一種用途用于野外焊接鐵軌．
[實驗拓展]
（4）請設(shè)計實驗，探究四氧化三鐵和二氧化錳哪種物質(zhì)更適合作過氧化氫分解的催化劑？在盛有1克MnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗②、③證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)氧化鐵和鋁反應(yīng)可以用于野外焊接鐵軌解答；
（4）根據(jù)在盛有1克MnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象進(jìn)行比較解答．

解答 解：（1）實驗②、③、④證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
（2）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
（3）氧化鐵和鋁反應(yīng)可以用于野外焊接鐵軌；
（4）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，在盛有1克MnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象故答案為：（1）質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
（2）過氧化氫$\stackrel{氧化鐵}{→}$水+氧氣；
（3）用于野外焊接鐵軌；
（4）在盛有1克MnO₂固體的試管中加入10mL5%的H₂O₂溶液，再將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，觀察現(xiàn)象．

點評 此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題能力．