Question

15．小明將家中清洗傷口用的消毒液---“雙氧水”拿到學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)們一起做了如下實(shí)驗(yàn)．
【第一組實(shí)驗(yàn)】檢驗(yàn)該雙氧水是否失效．
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程
①在試管中加入5mL的“雙氧水”，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃：
②用酒精燈給上述試管加熱，液體中有氣泡產(chǎn)生，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現(xiàn)仍未復(fù)燃；
③如圖1裝置進(jìn)行操作，帶火星的木條復(fù)燃，水槽中冰水所起讓水蒸氣冷凝的作用．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：雙氧水沒(méi)有失效．
【第二組實(shí)驗(yàn)探究】：氧化銅（CuO）能否催化“雙氧水”
【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(chēng)量0.2g CuO，取5mL的過(guò)氧化氫溶液與試管中，進(jìn)行如圖2實(shí)驗(yàn)：

（3）完成下表

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
溶液中，有氣泡冒出帶火星的木條復(fù)燃	仍為0.2g （氧化銅質(zhì)量不變）	溶液中有氣泡放出，使帶火星木條復(fù)燃．	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立．

（4）步驟③結(jié)束后，用手接觸試管底部，感覺(jué)燙手，說(shuō)明“雙氧水”分解的化學(xué)反應(yīng)放熱（選填“放熱”或“吸熱”）．
（5）步驟④需用的實(shí)驗(yàn)儀器有：鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗（帶濾紙）、燒杯、玻璃棒．
（6）操作④中需要將圓形濾紙折疊處理，下列如圖3圖示中不該出現(xiàn)的情形是D（填序號(hào)）．

（7）步驟⑦的目的檢驗(yàn)氧化銅化學(xué)性質(zhì)是否改變（或能否再催化過(guò)氧化氫分解）．
（8）過(guò)氧化氫能被CuO催化分解放出O₂的反應(yīng)表達(dá)式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 【第一組實(shí)驗(yàn)】（1）③在加熱時(shí)水會(huì)汽化，可能干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
【第二組實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)催化劑的性質(zhì)分析；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析，并結(jié)合過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)原理和氧氣的性質(zhì)及催化劑的性質(zhì)來(lái)解答；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)過(guò)濾使用儀器來(lái)解答；
（6）根據(jù)濾紙的折疊方法進(jìn)行選擇；
（7）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行分析；
（8）根據(jù)過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)原理解答．

解答 解：【第一組實(shí)驗(yàn)】
（1）③在加熱時(shí)水會(huì)氣化，可能干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據(jù)第③步中帶火星的木條復(fù)燃，可以得出該過(guò)氧化氫沒(méi)有失效；
【第二組實(shí)驗(yàn)】（1）催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后不變；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論猜想Ⅲ成立，說(shuō)明氧化銅是過(guò)氧化氫分解的催化劑，所以③中加入氧化銅后會(huì)迅速生成大量氧氣，有氣泡產(chǎn)生，催化劑能改變物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，所以過(guò)濾后稱(chēng)量質(zhì)量不變，且化學(xué)性質(zhì)不變，仍能對(duì)過(guò)氧化氫溶液起到催化作用；
（4）用手接觸試管底部，感覺(jué)燙手．說(shuō)明“雙氧水”分解放熱；
（5）過(guò)濾用到的儀器有燒杯、鐵架臺(tái)、漏斗、玻璃棒；
（6）過(guò)濾時(shí)將圓形濾紙對(duì)折兩次，所以D錯(cuò)誤；
（7）已經(jīng)驗(yàn)證了二氧化錳能加快改反應(yīng)速率和質(zhì)量不變，但還沒(méi)有驗(yàn)證二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否改變，所以步驟⑦的目的是檢驗(yàn)氧化銅化學(xué)性質(zhì)是否改變（或能否再催化過(guò)氧化氫分解）；
（8）過(guò)氧化氫在氧化銅的催化作用下生成氧氣和水；
故答案為：
【第一組實(shí)驗(yàn)】（2）雙氧水沒(méi)有失效；
【第二組實(shí)驗(yàn)】[猜想]Ⅲ．質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（3）完成下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
有氣泡冒出	仍為0.2 g （氧化銅質(zhì)量不變）	使帶火星木條復(fù)燃

（4）放熱；　
（5）玻璃棒；　
（6）D；   
（7）檢驗(yàn)氧化銅化學(xué)性質(zhì)是否改變（或能否再催化過(guò)氧化氫分解）；
（8）2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了催化劑能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變及過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)原理等相關(guān)知識(shí)；要證明某物質(zhì)是某反應(yīng)的催化劑，必須三方面都證明，才能說(shuō)明該物質(zhì)是該反應(yīng)的催化劑，知識(shí)綜合，有難度．