Question

學(xué)習(xí)了二氧化錳(MnO₂)對(duì)過(guò)氧化氫分解有催化作用的知識(shí)后,某同學(xué)想:氧化銅(CuO)能否起到類似MnO₂的催化劑作用呢?于是進(jìn)行了以下探究。

【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　　　　。

【實(shí)驗(yàn)】用天平稱量0.2 g CuO,取5 mL 5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

(1)填寫(xiě)下表。

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
_______________, 帶火星的木條復(fù)燃		溶液中有氣泡放出, _______________	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立; 猜想Ⅲ成立

(2)步驟①的目的是　___________________________________。

(3)步驟④需用到的實(shí)驗(yàn)儀器有:鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、漏斗、燒杯、　　　　。

(4)過(guò)氧化氫能被CuO催化分解放出O₂的文字表達(dá)式為　________________。

Answer 1

【解析】【猜想】根據(jù)催化劑的概念,可猜想CuO的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不變。

【實(shí)驗(yàn)】(1)因反應(yīng)中加入了CuO,過(guò)氧化氫分解速率加快,故步驟③產(chǎn)生了氣泡,而CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后不變,故步驟⑥稱量的CuO質(zhì)量仍為0.2 g,CuO的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變,仍對(duì)過(guò)氧化氫的分解起催化作用,故步驟⑦中會(huì)有大量氣體產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃。(2)步驟①的目的是與步驟③作對(duì)比。(3)過(guò)濾操作中還需要的儀器是玻璃棒。(4)過(guò)氧化氫在以CuO作催化劑的條件下分解生成水和氧氣,據(jù)此可寫(xiě)出反應(yīng)的文字表達(dá)式。

答案:【猜想】質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變

【實(shí)驗(yàn)】(1)溶液中放出氣泡　0.2 g　帶火星的木條復(fù)燃

(2)和步驟③作對(duì)比,證明加入CuO后放出氧氣的速率快

(3)玻璃棒　(4)過(guò)氧化氫水+氧氣

【規(guī)律方法】探究某物質(zhì)是否為化學(xué)反應(yīng)的催化劑,應(yīng)把握催化劑的特點(diǎn)即“一變二不變”,一變是反應(yīng)速率改變,二不變是反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。因此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),除了要考慮加入催化劑前后化學(xué)反應(yīng)速率是否發(fā)生改變外,還需探究反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生改變;還要注意假設(shè)可變因素的同時(shí),還需控制其他相關(guān)變量一定相同。