某化学兴趣小组在学习了用过氧化氢溶液加二氧化锰作催化剂制取氧气的知识后,决定寻找更多的催化剂,并比较不同催化剂的催化效果。本次探究的物质选取了二氧化锰、铁锈(主要成分是)和氧化铜()。
探究一:铁锈(主要成分是)是否能起催化作用
【提出问题】氧化铁固体( , 难溶于水)在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到催化作用呢?
【作出猜想】
(1)Ⅰ.既不是催化剂,也不是反应物, 反应前后质量和化学性质都不变;
Ⅱ.是反应物,会生成 , 反应前后质量和化学性质都改变;
Ⅲ.是该反应的催化剂,反应前后。
【进行实验】用天平称量 , 取的过氧化氢溶液于试管中,进行以下7个步骤的实验探究。
步骤⑦:步骤⑥后,将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中,重复完成实验②③,并观察现象。
【实验记录】
(2)请完善下面表格。
步骤①现象 | 步骤③现象 | 步骤⑥结果 | 步骤⑦现象 | 得出结论 |
溶液中缓慢放中气泡,带火星的木条不复燃 | 溶液中较快放出气泡,带火星的木条① | 固体质量为②g | 溶液中较快放出气泡,木条复燃 | 猜想Ⅲ成立 |
【实验分析】
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的反应符号表达式:。
探究二:氧化铜()与二氧化锰()的催化效果比较
化学小组按照图1所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的的过氧化氢溶液注入试管中, 利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
(4)由氧化铜催化的反应在时间段,反应速率逐渐变慢的原因是:随着反应的进行,导致反应速率减慢。
(5)实验过程中发现U形管(与具支试管连接)内红墨水液面左低右高,可能的原因是。