Question

【題目】某�；瘜W興趣小組在學習了催化劑的知識后，想探究氧化銅能否在過氧化氫溶液分解反應中起到催化作用。請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的催化劑呢？

（猜想）____________。

（實驗驗證）

實驗	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
實驗一	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
實驗二	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	有較多氣泡產生，木條復燃	____________

（討論與反思）經過討論，有的同學認為只有上述兩個實驗，不能證明CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑，還要補充一個探究實驗。

實驗三：

（實驗目的）探究_____________。

（實驗步驟）①準確稱量CuO(少量)的質量；

②重復實驗二的步驟；待反應結束，將試管里的物質過濾，洗滌，干燥，稱量；

③對比反應前后CuO的質量。

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

但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足以說明，還需要再增加一個實驗。

（實驗目的）________________。

（實驗結論）CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑，請寫出CuO催化過氧化氫分解的文字表達式：

_______________。

（拓展探究）同種催化劑，還有哪些因素會影響過氧化氫分解反應的催化效果？

假設：________________。

Answer 1

【答案】CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑有少量氣泡產生，木條沒有復燃；CuO能加快H2O2溶液分解速率，放出很多氧氣CuO在反應前后的質量是否改變CuO在反應前后的質量不改變探究CuO在反應前后的化學性質是否改變過氧化氫水＋氧氣假設：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的質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計算收集一瓶氧氣，所需的反應時間；如果所用時間不同，說明假設成立；反之則不成立。 (合理即可，需控制變量，進行對比實驗)

【解析】

根據(jù)已有的知識結合題干提供的信息進行分析解答即可，催化劑能改變其他物質的化學反應速率，本身的質量和化學性質在化學反應前后不變，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的催化劑；

實驗驗證：

實驗一：由實驗結論“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，可推測到實驗現(xiàn)象是有少量氣泡產生，木條沒有復燃；

實驗二：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，有較多氣泡產生，木條復燃，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：

實驗三：在根據(jù)實驗三的操作過程可知，實驗三的目的是探究CuO在反應前后的質量是否改變；根據(jù)實驗三的現(xiàn)象可知，如果CuO在反應前后的質量不改變，則說明CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑；

化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質叫做催化劑（又叫觸媒）。催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變。通過實驗一和實驗二對比，實驗三的結論可知，氧化銅可以加快過氧化氫分解放出氧氣的速率，化學反應前后質量沒有改變，若要證明氧化銅是過氧化氫分解的催化劑，還需要驗證它在該反應前后的化學性質是否發(fā)生改變，所以實驗目的是探究CuO在反應前后的化學性質是否改變；實驗結論：根據(jù)“CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑”，過氧化氫在CuO催化作用下反應生成水和氧氣，該反應文字表達式是過氧化氫水＋氧氣；

拓展探究：

假設：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的質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計算收集一瓶氧氣，所需的反應時間；如果所用時間不同，說明假設成立；反之則不成立。

(合理即可，需控制變量，進行對比實驗)