Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)了催化劑的知識(shí)后，想探究氧化銅能否在過氧化氫溶液分解反應(yīng)中起到催化作用。請(qǐng)你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白。

（問題）CuO能不能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑呢？

（猜想）____________。

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）

實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一	在試管中加入少量的H2O2溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	________	常溫下H2O2溶液分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣
實(shí)驗(yàn)二	在裝有H2O2溶液的試管中加入少量的CuO，然后將帶火星的木條伸入試管中	有較多氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃	____________

（討論與反思）經(jīng)過討論，有的同學(xué)認(rèn)為只有上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，不能證明CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑，還要補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)三：

（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┨骄?/span>_____________。

（實(shí)驗(yàn)步驟）①準(zhǔn)確稱量CuO(少量)的質(zhì)量；

②重復(fù)實(shí)驗(yàn)二的步驟；待反應(yīng)結(jié)束，將試管里的物質(zhì)過濾，洗滌，干燥，稱量；

③對(duì)比反應(yīng)前后CuO的質(zhì)量。

（討論）如果_______________，則說明CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑。

但小華認(rèn)為，要證明猜想，上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不足以說明，還需要再增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>________________。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑，請(qǐng)寫出CuO催化過氧化氫分解的文字表達(dá)式：

_______________。

（拓展探究）同種催化劑，還有哪些因素會(huì)影響過氧化氫分解反應(yīng)的催化效果？

假設(shè)：________________。

Answer 1

【答案】CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑有少量氣泡產(chǎn)生，木條沒有復(fù)燃；CuO能加快H2O2溶液分解速率，放出很多氧氣CuO在反應(yīng)前后的質(zhì)量是否改變CuO在反應(yīng)前后的質(zhì)量不改變探究CuO在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變過氧化氫水＋氧氣假設(shè)：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的質(zhì)量或催化劑的顆粒大小等）方案：①取顆粒大小相同的同一催化劑與不同濃度過氧化氫溶液充分混合；②計(jì)算收集一瓶氧氣，所需的反應(yīng)時(shí)間；如果所用時(shí)間不同，說明假設(shè)成立；反之則不成立。 (合理即可，需控制變量，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn))

【解析】

根據(jù)已有的知識(shí)結(jié)合題干提供的信息進(jìn)行分析解答即可，催化劑能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后不變，據(jù)此解答。

猜想：

根據(jù)提出的問題可作如下猜想：CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑；

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

實(shí)驗(yàn)一：由實(shí)驗(yàn)結(jié)論“常溫下H2O2溶液分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣”，氧氣具有助燃性，可推測(cè)到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是有少量氣泡產(chǎn)生，木條沒有復(fù)燃；

實(shí)驗(yàn)二：在裝有H2O2溶液的試管中加入少量的CuO，然后將帶火星的木條伸入試管中，有較多氣泡產(chǎn)生，木條復(fù)燃，說明了CuO能加快H2O2溶液分解速率，放出很多氧氣；

討論與反思：

實(shí)驗(yàn)三：在根據(jù)實(shí)驗(yàn)三的操作過程可知，實(shí)驗(yàn)三的目的是探究CuO在反應(yīng)前后的質(zhì)量是否改變；根據(jù)實(shí)驗(yàn)三的現(xiàn)象可知，如果CuO在反應(yīng)前后的質(zhì)量不改變，則說明CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑；

化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑（又叫觸媒）。催化劑的特點(diǎn)可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，二不變是指質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后保持不變。通過實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二對(duì)比，實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論可知，氧化銅可以加快過氧化氫分解放出氧氣的速率，化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量沒有改變，若要證明氧化銅是過氧化氫分解的催化劑，還需要驗(yàn)證它在該反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生改變，所以實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄?/span>CuO在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)是否改變；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)“CuO能作過氧化氫溶液分解反應(yīng)的催化劑”，過氧化氫在CuO催化作用下反應(yīng)生成水和氧氣，該反應(yīng)文字表達(dá)式是過氧化氫水＋氧氣；

拓展探究：

假設(shè)：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的質(zhì)量或催化劑的顆粒大小等）；

方案：①取顆粒大小相同的同一催化劑與不同濃度過氧化氫溶液充分混合；

②計(jì)算收集一瓶氧氣，所需的反應(yīng)時(shí)間；如果所用時(shí)間不同，說明假設(shè)成立；反之則不成立。

(合理即可，需控制變量，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn))