Question

6．在實驗室里，常用分解過氧化氫溶液、加熱氯酸鉀或高錳酸鉀制取氧氣．某化學興趣小組對氧氣的實驗室制法進行了探究．
（1）小明同學選用如圖所示的裝置制取氧氣．制取過程中所發(fā)生的化學反應方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．實驗前小明同學先向儀器A中加入水，然后將導氣管放入水槽中，并
打開儀器A的活塞，觀察導氣管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實驗操作的目的是檢查裝置的氣密性．
（2）小紅同學通過互聯(lián)網(wǎng)得知：CuSO₄溶液、動物某些臟器中含有的物質等能催化過氧化氫的分解．動物臟器中含有過氧化氫酶，能催化過氧化氫分解，過氧化氫酶是蛋白質（選填序號填空：①糖類、②蛋白質、③脂肪、④維生素）
實驗證明，在過氧化氫溶液中滴加CuSO₄溶液能顯著加快過氧化氫的分解．CuSO₄溶液主要含有三種粒子（H₂O、Cu²⁺、SO₄^2-），為了進一步探究CuSO₄溶液中哪種粒子能起催化作用．小紅同學作了以下分析和設計．
①小紅同學認為最不可能的是H₂O，他的理由是過氧化氫溶液（雙氧水）是水溶液，所以H₂O不是催化劑．
②要說明另外的兩種粒子是否起到催化作用，小紅同學設計了如下實驗，完成了這次探究活動．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結論
a．取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實驗證明，起催化作用的是Cu2+．
b．另取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴CuCl2溶液	溶液中有大量氣泡放出

③如果確定CuSO₄是催化劑，還必須通過實驗確定它在化學反應前后化學性質和質量都沒有發(fā)生改變．

Answer 1

分析 如果用過氧化氫和二氧化錳制氧氣，就不需要加熱；如果用高錳酸鉀或氯酸鉀就需要加熱．氧氣不易溶于水，密度比空氣的密度大，因此可以用排水法和向上排空氣法收集，排水法收集的氣體比較純凈．酶屬于蛋白質；小紅同學認為最不可能的是H₂O，他的理由是：過氧化氫溶液中的溶劑是水，因此H₂O不能起催化作用；滴稀硫酸無變化，證明了硫酸根離子不能做催化劑；滴硫酸銅時，有大量氣泡放出，證明了起催化作用的是銅離子；催化劑是指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化學反應前后都不變的物質．

解答 解：（1）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，實驗操作的目的是：檢查裝置的氣密性；
（2）過氧化氫酶屬于蛋白質；小紅同學認為最不可能的是H₂O，他的理由是：過氧化氫溶液中的溶劑是水，因此H₂O不能起催化作用；滴稀硫酸無變化，證明了硫酸根離子不能做催化劑；滴硫酸銅時，有大量氣泡放出，證明了起催化作用的是銅離子；催化劑是指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化學反應前后都不變的物質．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結論
a．取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液幾乎沒有氣泡放出	實驗證明，起催化作用的是Cu2+
b．另取一支試管加入5mL5%過氧化氫溶液，然后加入2-3滴CuCl2溶液	溶液中有大量氣泡放出

故答案為：（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，檢查裝置的氣密性；
（2）蛋白質；
①過氧化氫溶液（雙氧水）是水溶液，所以H₂O不是催化劑；
②CuCl₂，Cu²⁺；
③化學性質和質量都沒有發(fā)生改變．

點評 本考點主要考查氧氣的制取裝置和檢查裝置的氣密性，同時也考查了催化劑的特點和化學方程式的書寫，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．