16. 逻辑推理是化学学习常用的思维方法。某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时,发现将生锈的铁钉放入过氧化氢溶液中,也可以加快过氧化氢的分解速率。于是,他们对此展开探究:
【提出问题】什么物质是该反应的催化剂?
【猜想与假设】
猜想一:铁钉表面的氧化铁是过氧化氢分解的催化剂。
猜想二:铁钉里的
______是过氧化氢分解的催化剂。
【进行实验】
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
实验Ⅰ:取10mL5%的过氧化氢溶液于 试管中,加入一定质量的氧化铁粉末, 并将一根带火星的小木条置于试管口, 观察现象 | ______ | 猜想一成立,发生反应的 文字表达式为______ |
实验Ⅱ:取10mL5%的过氧化氢溶液于 另一支试管中,加入相同质量的铁粉, 并将一根带火星的小木条置于试管口, 观察现象 | 无明显现象 |
【交流讨论】同学们讨论后一致认为此实验结论不够严谨,实验Ⅰ还不能够确切地说明氧化铁就是过氧化氢分解的催化剂,理由是
______。
【继续探究】小组同学补做以下实验,进而确认了该实验结论。①实验前称量氧化铁粉末的质量为
;②完成实验Ⅰ;③待反应结束,将实验Ⅰ试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥,称量氧化铁粉末的质量为
,且
______(选填“>”、“=”或“<”)
;④把它再加到5%的过氧化氢溶液中,多次重复实验Ⅰ,仍可观察到相同的实验现象。
【拓展延伸】(1)为探究氧化铁的催化效果,小组同学将过氧化氢溶液平均分成两等份a和b,只向b中加入少量氧化铁,另一份不做处理。则生成氧气的质量(
m)与反应时间(
t)的关系的图像正确的是
______(填字母)。
(2)影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外,还可能有
______(写一种)