Question

(10分）研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果，某研究小组做了如下实验：

（1）甲同学欲用上图所示实验来证明MnO₂是H₂O₂分解反应的催化剂。该实验______ （填“能”或“不能”）达到目的，原因是_____________。(若能，不必回答原因)

（2）为分析Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解反应的催化效果，丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10mL5%H₂O₂)

由此得到的结论是__________ ，设计实验Ⅲ的目的是__________。 

（3）在上述实验过程中，分别检测出溶液中有二价铁生成，查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl₃溶液加入H₂O₂溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H₂O₂均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的化学方程式分别是__________和__________（按反应发生的顺序写）。

Answer

（1）不能；因为没有确认MnO2的质量和性质是否改变（1分） ；

（2）Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好；(2分)对比实验，证明Cl－对H2O2的分解没有催化作用。（2分）

（3）2FeCl3 + H2O2 = 2FeCl2 + O2↑+ 2HCl（2分） ；  2FeCl2+H2O2+2HCl = 2FeCl3+2H2O（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据实验过程可知由于没有确认MnO2的质量和性质是否改变，所以该实验不能证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。

（2）根据实验现象可判断Fe3+和Cu2+对H2O2的分解均有催化作用，且Fe3+比Cu2+催化效果好；由于含有氯离子，所以设计实验Ⅲ的目的是对比实验，证明Cl－对H2O2的分解没有催化作用。

（3）查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，这说明首先是双氧水被氯化铁氧化物氧气，同时氯化铁被还原为氯化亚铁，然后生成的氯化亚铁又被氧化为氯化铁，有关反应的方程式为2FeCl3＋H2O2＝2FeCl2＋O2↑＋2HCl、2FeCl2＋H2O2＋2HCl＝2FeCl3＋2H2O。

【考点定位】本题主要是考查催化剂对反应速率的影响实验设计与探究

【名师点晴】控制变量法探究影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。