2.在學(xué)習(xí)了催化劑的知識以后,某化學(xué)興趣小組對催化劑產(chǎn)生了深厚興趣.在用百度搜索“催化劑”時顯示:“據(jù)統(tǒng)計,約有90%以上的工業(yè)過程中使用催化劑,如化工、石化、生化、環(huán)保等”.他們決定對過氧化氫制氧氣實驗“尋找新的催化劑”.
【提出問題】氧化鐵能否作為過氧化氫溶液分解的催化劑?
【猜想】氧化鐵能作過氧化氫溶液分解的催化劑
【實驗探究】甲同學(xué)設(shè)計了下列實驗方案,并進(jìn)行實驗.
實驗一:取一定量的H
2O
2溶液于試管中,幾乎觀察不到氣泡,說明常溫下H
2O
2幾乎不分解.
實驗二:在實驗一的試管中,加入W克的氧化鐵,立刻產(chǎn)生大量氣泡,用帶火星的木條伸入試管中,木條復(fù)燃.得出結(jié)論:氧化鐵可以加快過氧化氫溶液分解的速度.
實驗三:待實驗二反應(yīng)結(jié)束后,將試管中的剩余物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥,并稱得固體質(zhì)量仍為W克.得出結(jié)論:氧化鐵在反應(yīng)前后的質(zhì)量沒有改變.
【實驗結(jié)論】根據(jù)實驗結(jié)果,甲同學(xué)得出結(jié)論:氧化鐵能作為過氧化氫溶液分解的催化劑.
【反思評價】乙同學(xué)認(rèn)為:還應(yīng)設(shè)計一個實驗,用來探究氧化鐵在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變,才能確認(rèn)氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑.此觀點得到大家的贊同.
【實驗擴展】氧化鐵與二氧化錳相比較,誰對過氧化氫溶液分解的催化效果更好?
丙同學(xué)設(shè)計并進(jìn)行了下列實驗:在A試管加入W克的氧化鐵,B試管中加入W克的二氧化錳,然后分別加入等體積的同種H
2O
2溶液,測量收集等體積氧氣所需時間,見下表:
濃度 時間/min 催化劑 | 30%H2O2溶液 | 15%H2O2溶液 | 5%H2O2溶液 |
加入wg二氧化錳 | 0.2 | 0.8 | 2.0 |
加入wg氧化鐵 | 7.0 | 9.0 | 16.0 |
結(jié)論:在催化分解過氧化氫溶液時,二氧化錳的催化效果更好.
【知識延伸】
(1)查閱資料得知,氧化銅、硫酸銅、紅磚粉末、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑.
(2)下列有關(guān)催化劑的說法中不正確的是D.
A.催化劑在化工生產(chǎn)過程中有重要作用
B.同一個化學(xué)反應(yīng)可以用多種不同物質(zhì)作催化劑
C.不同的化學(xué)反應(yīng)可以選擇相同的物質(zhì)用作催化劑
D.催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率.