Question

15．小明將家中清洗傷口用的消毒液---“雙氧水”拿到學校的實驗室，在老師的指導下和同學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)現木條復燃：
②用酒精燈給上述試管加熱，液體中有氣泡產生，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現仍未復燃；
③如圖1裝置進行操作，帶火星的木條復燃，水槽中冰水所起讓水蒸氣冷凝的作用．
（2）實驗結論：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，反應前后質量和化學性質不變；
Ⅱ．CuO參與反應產生O₂，反應前后質量和化學性質發(fā)生了改變；
Ⅲ．CuO是反應的催化劑，反應前后質量和化學性質不變．
【實驗】用天平稱量0.2g CuO，取5mL的過氧化氫溶液與試管中，進行如圖2實驗：

（3）完成下表

步驟③現象	步驟⑥結果	步驟⑦現象	結論
溶液中，有氣泡冒出帶火星的木條復燃	仍為0.2g （氧化銅質量不變）	溶液中有氣泡放出，使帶火星木條復燃．	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立．

（4）步驟③結束后，用手接觸試管底部，感覺燙手，說明“雙氧水”分解的化學反應放熱（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圖示中不該出現的情形是D（填序號）．

（7）步驟⑦的目的檢驗氧化銅化學性質是否改變（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的反應表達式為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，可能干擾實驗現象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據實驗現象可以得出實驗結論；
【第二組實驗】（1）根據催化劑的性質分析；
（3）①根據實驗結論分析，并結合過氧化氫分解的反應原理和氧氣的性質及催化劑的性質來解答；
（4）根據實驗現象進行分析；
（5）根據過濾使用儀器來解答；
（6）根據濾紙的折疊方法進行選擇；
（7）根據實驗目的進行分析；
（8）根據過氧化氫分解的反應原理解答．

解答 解：【第一組實驗】
（1）③在加熱時水會氣化，可能干擾實驗現象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據第③步中帶火星的木條復燃，可以得出該過氧化氫沒有失效；
【第二組實驗】（1）催化劑的質量和化學性質反應前后不變；
（3）根據實驗結論猜想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，有氣泡產生，催化劑能改變物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質不變，所以過濾后稱量質量不變，且化學性質不變，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）已經驗證了二氧化錳能加快改反應速率和質量不變，但還沒有驗證二氧化錳的化學性質在反應前后是否改變，所以步驟⑦的目的是檢驗氧化銅化學性質是否改變（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．質量和化學性質不變；
（3）完成下表：

步驟③現象	步驟⑥結果	步驟⑦現象	結論
有氣泡冒出	仍為0.2 g （氧化銅質量不變）	使帶火星木條復燃

（4）放熱；　
（5）玻璃棒；　
（6）D；   
（7）檢驗氧化銅化學性質是否改變（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的反應速率，但本身的質量和化學性質在反應前后不變及過氧化氫分解的反應原理等相關知識；要證明某物質是某反應的催化劑，必須三方面都證明，才能說明該物質是該反應的催化劑，知識綜合，有難度．