Question

6．甲同學(xué)誤把氧化粉末當(dāng)作二氧化錳與過氧化氫溶液混合，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生．他聯(lián)想到二氧化錳可作為過氧化氫分解的催化劑，那么，氧化銅能否作為過氧化氫分解的催化劑呢？請你一起參與探究，并填寫下列空白．
【猜想】氧化銅能作為過氧化氫分解的催化劑
【實驗驗證】甲同學(xué)依次設(shè)計了4個實驗：

序號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①	向試管內(nèi)加入5mL5%過氧化氫溶液，再將帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量氧化銅，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量氣泡 木條復(fù)燃	說明 加入氧化銅后，過氧化氫的分解速率加快
③	③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量	所得固體質(zhì)量仍為ag	說明 氧化銅在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變
④	④分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化銅粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末	D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快	說明 二氧化錳的催化效果好

【實驗結(jié)論】甲同學(xué)認(rèn)為，氧化銅粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑，該反應(yīng)的文字表達(dá)式過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣，該反應(yīng)的基本類型是分解反應(yīng)．
【反思評價】（1）乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補充一個探究實驗，探究反應(yīng)前后氧化銅的化學(xué)性質(zhì)是否改變．
（2）比較氯酸鉀制取氧氣的方法，用過氧化氫作原料制取氧氣，該方案的突出優(yōu)點是節(jié)能環(huán)保；安全簡便（寫兩點）．

Answer 1

分析 【實驗驗證】根據(jù)過氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒有復(fù)燃，說明產(chǎn)生氧氣速度慢，加入氧化銅后，帶火星木條復(fù)燃，說明氧化鐵加快了反應(yīng)速度；
根據(jù)對比實驗數(shù)據(jù)可知相同條件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同條件下，H₂O₂濃度越大，反應(yīng)越快）進(jìn)行解答；
【實驗結(jié)論】根據(jù)過氧化氫在氧化銅的催化作用下分解生成水和氧氣進(jìn)行分析；
【反思評價】根據(jù)催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應(yīng)前后氧化銅質(zhì)量不變，還需要考慮化學(xué)性質(zhì)，過氧化氫分解制取氧氣不需要加熱進(jìn)行分析．

解答 解：【實驗驗證】在實驗一的試管中過氧化氫溶液中伸入帶火星的木條，沒有復(fù)燃，說明產(chǎn)生氧氣速度慢；實驗二中加入Wg氧化銅粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃，說明加入氧化銅后產(chǎn)生氧氣的速度加快了很多，說明氧化鐵加快了過氧化氫分解的速度；實驗三將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為ag，說明了反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變；分析表格數(shù)據(jù)可知：當(dāng)雙氧水濃度相同時，向其中加入等質(zhì)量的二氧化錳和三氧化二鐵，發(fā)現(xiàn)生成等量的氧氣所需要的時間是不同的，加二氧化錳的雙氧水產(chǎn)生氧氣的速率快，所以

序號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①	向試管內(nèi)加入5mL5%過氧化氫溶液，再將帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量氧化銅，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量氣泡，木條復(fù)燃	說明 加入氧化銅后，過氧化氫的分解速率加快
③	③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量	所得固體質(zhì)量仍為ag	說明 氧化銅在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變
④	④分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化銅粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末	D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快	說明 二氧化錳的催化效果好

【實驗結(jié)論】過氧化氫在氧化銅的催化作用下分解生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣，該反應(yīng)滿足分解反應(yīng)一變多的條件，屬于分解反應(yīng)；
【反思評價】（1）乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補充一個探究實驗，探究反應(yīng)前后氧化銅的化學(xué)性質(zhì)是否改變；
（2）比較氯酸鉀制取氧氣的方法，用過氧化氫作原料制取氧氣，該方案的突出優(yōu)點是：節(jié)能環(huán)保，安全簡便．
故答案為：【實驗驗證】

序號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①	向試管內(nèi)加入5mL5%過氧化氫溶液，再將帶火星的木條伸入試管中	有少量氣泡木條不復(fù)燃	常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢
②	在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量氧化銅，然后將帶火星的木條伸入試管中	產(chǎn)生大量氣泡，木條復(fù)燃	說明 加入氧化銅后，過氧化氫的分解速率加快
③	③將實驗②中的剩余物小心過濾，并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量	所得固體質(zhì)量仍為ag	說明 氧化銅在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變
④	④分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化銅粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末	D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快	說明 二氧化錳的催化效果好

【實驗結(jié)論】過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣，分解反應(yīng)；
【反思評價】（1）反應(yīng)前后氧化銅的化學(xué)性質(zhì)是否改變；
（2）節(jié)能環(huán)保，安全簡便．

點評 解答本題關(guān)鍵是要知道催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，催化劑一定能加快反應(yīng)速度．甲同學(xué)認(rèn)為“氧化鐵”粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑．