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  • 1. (2023·岳麓模拟) 学习了“双氧水制氧气使用二氧化锰作催化剂”后,化学课外活动小组对“寻找新的催化剂”很感兴趣,提出“硫酸铁能否做过氧化氢分解的催化剂”,并进行了如下探究。

    【实验探究】小张同学设计了如下实验,得出了实验结论。

    步骤一,取一支小试管,向其中加入 2mL 5%的过氧化氢溶液,试管中液体没有明显现象,将带有火星的木条置于试管口,木条不复燃。

    步骤二,再向试管内加入少量硫酸铁固体,振荡,液体中有气泡冒出,同时溶液变成黄色,将带火星的木条再次置于试管口,木条复燃。

    1. (1) 据此得出结论:硫酸铁能作为过氧化氢分解反应的催化剂。请写出该反应的化学方程式  。
    2. (2) 【评价改进】大家交流后认为小张同学的结论不严谨,若要确定该实验结论正确,还需要证明硫酸铁的在反应前后都没有发生改变。
    3. (3) 【继续探究】小叶同学补做以下实验,进而确认了小张同学的实验结论。

      步骤一:称取 m1 g 硫酸铁固体加入到盛有 25mL 5%的过氧化氢溶液的烧杯中,搅拌至硫酸铁全部溶解,溶液中无气泡冒出。

      步骤二:向上述烧杯中加入足量氢氧化钠溶液,搅拌至不再产生红褐色沉淀,静置。

      步骤三:将烧杯内物质过滤,洗涤、干燥滤渣,称量滤渣的质量为 m2 g。

      根据上述实验中 m1:m2= ,证明反应前后铁离子没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成 溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。

    4. (4) 【讨论交流】

      大家讨论后认为,还可以采取另一种方法获取上述实验结论:在小张同学实验的基础上,将小叶同学实验时步骤一烧杯中的溶液蒸发结晶、干燥得到的固体,再称其质量为  g,然后将固体加入 5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解。

    5. (5) 【拓展延伸】

      比较硫酸铁和二氧化锰对双氧水制氧气的催化效果,实验过程中下列不需要控制的条件是____ (填序号)。

      A . 溶液的起始温度 B . 催化剂的质量 C . 溶液的质量分数 D . 反应起始时间

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