16.邏輯推理是化學(xué)學(xué)習(xí)常用的思維方法。某校研究性學(xué)習(xí)小組在做“尋找新的催化劑”課題時,發(fā)現(xiàn)將生銹的鐵釘放入過氧化氫溶液中,也可以加快過氧化氫的分解速率。于是,他們對此展開探究:
【提出問題】什么物質(zhì)是該反應(yīng)的催化劑?
【猜想與假設(shè)】
猜想一:鐵釘表面的氧化鐵是過氧化氫分解的催化劑。
猜想二:鐵釘里的
是過氧化氫分解的催化劑。
【進行實驗】
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗結(jié)論 |
實驗Ⅰ:取10mL5%的過氧化氫溶液于試管中,加入一定質(zhì)量的氧化鐵粉末,并將一根帶火星的小木條置于試管口,觀察現(xiàn)象 |
|
猜想一成立,發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為 |
實驗Ⅱ:取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中,加入相同質(zhì)量的鐵粉,并將一根帶火星的小木條置于試管口,觀察現(xiàn)象 |
無明顯現(xiàn)象 |
【交流討論】同學(xué)們討論后一致認為此實驗結(jié)論不夠嚴謹,實驗Ⅰ還不能夠確切地說明氧化鐵就是過氧化氫分解的催化劑,理由是
。
【繼續(xù)探究】小組同學(xué)補做以下實驗,進而確認了該實驗結(jié)論。①實驗前稱量氧化鐵粉末的質(zhì)量為m
1;②完成實驗Ⅰ;③待反應(yīng)結(jié)束,將實驗Ⅰ試管里的物質(zhì)進行過濾,洗滌,干燥,稱量氧化鐵粉末的質(zhì)量為m
2,且m
1
(選填“>”、“=”或“<”)m
2;④把它再加到5%的過氧化氫溶液中,多次重復(fù)實驗Ⅰ,仍可觀察到相同的實驗現(xiàn)象。
【拓展延伸】(1)為探究氧化鐵的催化效果,小組同學(xué)將過氧化氫溶液平均分成兩等份a和b,只向b中加入少量氧化鐵,另一份不做處理。則生成氧氣的質(zhì)量(m)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系的圖像正確的是
(填字母)。
(2)影響過氧化氫分解速率的因素除催化劑外,還可能有
(寫一種)。