Question

5．學(xué)習(xí)了MnO₂對(duì)過(guò)氧化氫分解有催化作用的知識(shí)后，某同學(xué)想：氧化銅（CuO）能否起到類似MnO₂的催化作用呢？于是進(jìn)行了以下探究．
【猜想】
Ⅰ．CuO不是催化劑、也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
Ⅱ．CuO參與反應(yīng)產(chǎn)生O₂，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；
Ⅲ．CuO是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
【實(shí)驗(yàn)】用天平稱量0.2gCuO，取5mL5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如圖1的實(shí)驗(yàn)：

（1）填寫下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡 帶火星的木條復(fù)燃	0.2g	溶液中有氣泡放出 帶火星木條復(fù)燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立

（2）步驟①（填序號(hào)）的目的是證明CuO能加快過(guò)氧化氫溶液分解的速率；
（3）步驟④需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒．
（4）步驟⑦的目的是證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生改變．
（5）過(guò)氧化氫能被CuO催化分解放出O₂的文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣．
（6）同學(xué)通過(guò)查閱資料得知，雙氧水在70℃以上會(huì)較快分解產(chǎn)生氧氣．為了驗(yàn)證加熱雙氧水也可以產(chǎn)生氧氣，同學(xué)們選擇如圖2裝置（氣密性良好）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中觀察到試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡，但將帶火星的木條放在導(dǎo)管口沒(méi)有復(fù)燃，可能的原因是氧氣中混有較多的水蒸氣，同學(xué)分析原因后，采用了排水法收集氣體，再檢驗(yàn)，證明加熱雙氧水也可產(chǎn)生氧氣．

Answer 1

分析 Ⅲ、根據(jù)催化劑的定義回答．
（1）根據(jù)氧化銅對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用回答③現(xiàn)象；根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答⑥結(jié)果；根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答⑦現(xiàn)象．
（2）根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的探究方法回答．
（3）根據(jù)過(guò)濾的操作過(guò)程回答，要注意儀器與材料或用品不同．
（4）根據(jù)催化劑化學(xué)反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)不變進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答；
（6）根據(jù)在加熱雙氧水的過(guò)程中一定會(huì)有水蒸氣散出，使收集的氧氣不純及收集純凈氣體的方法分析．

解答 解：Ⅲ、催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，即反應(yīng)速率變，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；故填：質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（1）氧化銅對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故現(xiàn)象是有氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，反應(yīng)前后其質(zhì)量不變，所以氧化銅的質(zhì)量仍為0.2g；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，其中反應(yīng)速率改變，這里是加快，所以現(xiàn)象是溶液中有氣泡放出，帶火星的木條復(fù)燃．
（2）為了看氧化銅是否能改變反應(yīng)的速率，要通過(guò)加入氧化銅與不加氧化銅的現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，才能得出科學(xué)合理的結(jié)論；
（3）過(guò)濾用到的儀器有：鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、玻璃棒，缺少最后一種，注意儀器與材料或用品不同．
（4）步驟⑦的目的是證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生改變；
（5）過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（6）在加熱雙氧水的過(guò)程中一定會(huì)有水蒸氣散出，使收集的氧氣不純，所以將帶火星的木條放在導(dǎo)管口沒(méi)有復(fù)燃；為收集到較純凈的氧氣，可以采用排水法收集．
故答案為：氧氣中混有較多的水蒸氣；排水．
故答案為：Ⅲ、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（1）填表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡	0.2g	帶火星木條復(fù)燃

（2）①；
與步驟③對(duì)比，檢驗(yàn)加入氧化銅后雙氧水的分解速率是否發(fā)生了變化；
（3）玻璃棒；
（4）證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生改變；
（5）過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（6）氧氣中混有較多的水蒸氣；排水．

點(diǎn)評(píng) 催化劑、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要考查對(duì)催化劑、催化作用概念的理解，對(duì)催化效率影響因素的探究等．