Question

15．小明將家中清洗傷口用的消毒液---“雙氧水”拿到學(xué)校的實驗室，在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)們一起做了如下實驗．
【第一組實驗】檢驗該雙氧水是否失效．
（1）實驗過程
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）實驗結(jié)論：雙氧水沒有失效．
【第二組實驗探究】：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．
【實驗】用天平稱量0.2g CuO，取5mL的過氧化氫溶液與試管中，進(jìn)行如圖2實驗：

（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，感覺燙手，說明“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需用的實驗儀器有：鐵架臺（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）．

（7）步驟⑦的目的檢驗氧化銅化學(xué)性質(zhì)是否改變（或能否再催化過氧化氫分解）．
（8）過氧化氫能被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 【第一組實驗】（1）③在加熱時水會汽化，可能干擾實驗現(xiàn)象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象可以得出實驗結(jié)論；
【第二組實驗】（1）根據(jù)催化劑的性質(zhì)分析；
（3）①根據(jù)實驗結(jié)論分析，并結(jié)合過氧化氫分解的反應(yīng)原理和氧氣的性質(zhì)及催化劑的性質(zhì)來解答；
（4）根據(jù)實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)過濾使用儀器來解答；
（6）根據(jù)濾紙的折疊方法進(jìn)行選擇；
（7）根據(jù)實驗?zāi)康倪M(jìn)行分析；
（8）根據(jù)過氧化氫分解的反應(yīng)原理解答．

解答 解：【第一組實驗】
（1）③在加熱時水會氣化，可能干擾實驗現(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，可以得出該過氧化氫沒有失效；
【第二組實驗】（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)實驗結(jié)論猜想Ⅲ成立，說明氧化銅是過氧化氫分解的催化劑，所以③中加入氧化銅后會迅速生成大量氧氣，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，所以過濾后稱量質(zhì)量不變，且化學(xué)性質(zhì)不變，仍能對過氧化氫溶液起到催化作用；
（4）用手接觸試管底部，感覺燙手．說明“雙氧水”分解放熱；
（5）過濾用到的儀器有燒杯、鐵架臺、漏斗、玻璃棒；
（6）過濾時將圓形濾紙對折兩次，所以D錯誤；
（7）已經(jīng)驗證了二氧化錳能加快改反應(yīng)速率和質(zhì)量不變，但還沒有驗證二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否改變，所以步驟⑦的目的是檢驗氧化銅化學(xué)性質(zhì)是否改變（或能否再催化過氧化氫分解）；
（8）過氧化氫在氧化銅的催化作用下生成氧氣和水；
故答案為：
【第一組實驗】（2）雙氧水沒有失效；
【第二組實驗】[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）檢驗氧化銅化學(xué)性質(zhì)是否改變（或能否再催化過氧化氫分解）；
（8）2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

點評 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)前后不變及過氧化氫分解的反應(yīng)原理等相關(guān)知識；要證明某物質(zhì)是某反應(yīng)的催化劑，必須三方面都證明，才能說明該物質(zhì)是該反應(yīng)的催化劑，知識綜合，有難度．