Question

研究发现CuCl2、CuSO4、FeCl3和Fe2（SO4）3都可作为H2O2分解的催化剂，下面是对它们催化剂性能的探究，请

研究发现CuCl2、CuSO4、FeCl3和Fe2（SO4）3都可作为H2O2分解的催化剂，下面是对它们催化剂性能的探究，请你一起参与：【使用药品】30% H2O2溶液，10% CuCl2溶液，10% CuSO4溶液，10% FeCl3溶液和10% Fe2（SO2）3溶液【提出问题】CuCl2、CuSO4、FeCl3和Fe2（SO2）3四种盐中哪种催化剂更好？实验Ⅰ：步骤一：取30% H2O2溶液20mL，用注射器迅速加入1mL 10% CuCl2溶液，记录收集20mL气体所用的时间t1，该实验发生反应的方程式为______步骤二：将CuCl2依次改为CuSO4、FeCl3和Fe2（SO2）3，其它条件不变，重复步骤一的操作，记录时间分别为t2、t3、t4．实验数据如下： t1（10% CuCl2） t2（10% CuSO4） t3（10% FeCl3） t4（10% Fe2（SO2）3）溶液 收集20mlL气体所用的时间 4min55s 5min05s 2min 4min10s上述实验用到了控制变量法，其中除反应的温度、过氧化氢溶质的质量分数、体积需要控制相同外，还需控制相同的量有______．【得出结论】四种盐中对H2O2分解催化性最好的是______【实验反思】（1）由实验数据t1近视等于t2，t3近视等于t4的事实，可初步判断催化剂的催化性能主要与 ______有关．（2）实验中除了可以用“收集等体积气体所用的时间”作为实验数据外，还可以通过测量______作为实验的数据．【提出问题2】同时使用两种盐时，催化性能如何变化？实验Ⅱ步骤一：配制混合溶液--取10mL 10% FeCl3溶液，向其中加入1mL 10% CuCl2溶液，配成FeCl3-CuCl2混合溶液．步骤二：取30% H2O2溶液20mL，用注射器迅速加入1mL上述FeCl3-CuCl2混合溶液，记录收集20mL气体所用时间t5，t5的范围是______．【得出结论】同时使用两种盐时，催化性能更好．【拓展延伸】双金属催化剂是过去几十年来催化领域的研究热点之一，该结合试验Ⅱ，提出一条有关“FeCl3-CuCl2双金属催化剂”的探究问题：______．

Answer 1

【提出问题1】过氧化氢在氯化铜的催化作用下产生水和氧气，反应的方程式为：2H₂O₂

CuCl2  .

2H₂O+O₂↑；
因为催化剂的量还会影响反应的速率，因此还需控制相同的量有：催化剂溶液的溶质质量分数和体积（或催化剂的用量）；
【得出结论】收集20mlL气体所用的时间，氯化铁用的时间最短，说明氯化铁的催化效果最好；
【实验反思】（1）由实验数据t₁近视等于t₂，t₃近视等于t₄的事实可以看出氯化铜和硫酸铜具有相同的铜离子，氯化铁和硫酸铁具有相同的铁离子，因此可初步判断催化剂的催化性能主要与金属离子（或金属元素）有关；
（2）也可以通过比较相同时间收集气体的体积来不及催化效果；
【提出问题2】根据结论同时使用两种盐时，催化性能更好，因此应该比氯化铁单独的催化效果好，故t₅＜2min；
【拓展延伸】FeCl₃-CuCl₂双金属催化剂效果好，还需要研究FeCl₃与CuCl₂以什么比例混合催化性能最好（或FeCl₃与CuCl₂的混合比例与催化性能的关系等合理答案均可）．
故答案为：【提出问题1】2H₂O₂ 

CuCl2  .

2H₂O+O₂↑
还需控制相同的量有：催化剂溶液的溶质质量分数和体积（或催化剂的用量）
【得出结论】FeCl₃
【实验反思】（1）金属离子（或金属元素）（2）相同时间收集气体的体积
【提出问题2】t₅＜2min
【拓展延伸】FeCl₃与CuCl₂以什么比例混合催化性能最好（或FeCl₃与CuCl₂的混合比例与催化性能的关系等合理答案均可）