Question

13．學(xué)習(xí)了MnO₂對(duì)過(guò)氧化氫有催化作用的知識(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)行了如下探究．
【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)前后反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
【實(shí)驗(yàn)】用天平稱量0.2gCuO，取5ml5%的過(guò)氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）填寫下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
溶液中有氣泡放出 帶火星的木條復(fù)燃	稱量CuO的質(zhì)量仍為0.2g	溶液中有大量氣泡放出，帶火星的木條復(fù)燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立猜想Ⅲ成立

（2）步驟①③（填序號(hào)）的目的是證明CuO能加快過(guò)氧化氫溶液分解的速率；
（3）步驟⑦的目的是證明CuO的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
（4）過(guò)氧化氫能被CuO催化分解放出氧氣的文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（5）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較二氧化錳和CuO的過(guò)氧化氫制取氧氣實(shí)驗(yàn)中的催化效果
實(shí)驗(yàn)步驟：常溫下，取兩份5mL5%的過(guò)氧化氫溶液分別加入0.2g的MnO₂粉末和CuO粉末（或?qū)戭w粒大小相同的MnO₂和CuO），（控制2個(gè)變量）比較冒泡速率（或相同時(shí)間收集氧氣體積或收集等體積氧氣所需的時(shí)間）
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：相同條件下，用MnO₂的催化效果比CuO好．

Answer 1

分析 【猜想】Ⅲ、根據(jù)催化劑的定義回答．
【實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)氧化銅對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用回答③現(xiàn)象；根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答⑥結(jié)果；根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答⑦現(xiàn)象．
（2）根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的探究方法回答．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的步驟分析催化劑的有關(guān)性質(zhì)．
（4）過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生了水和氧氣，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式．
（5）根據(jù)探究不同催化劑的催化效果實(shí)驗(yàn)方法和對(duì)比實(shí)驗(yàn)的條件、步驟分析．

解答 解：【猜想】Ⅲ．催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，即反應(yīng)速率變，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
【實(shí)驗(yàn)】（1）氧化銅對(duì)過(guò)氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故步驟③中的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，反應(yīng)前后其質(zhì)量不變，所以步驟⑥中稱量的氧化銅的質(zhì)量仍為0.2g；催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，其中反應(yīng)速率改變，這里是加快，反應(yīng)后化學(xué)性質(zhì)不變，故氧化銅依然起到催化作用，所以⑦的現(xiàn)象是溶液中有氣泡放出，帶火星的木條復(fù)燃．
（2）為了看氧化銅是否能改變反應(yīng)的速率，要通過(guò)加入氧化銅與不加氧化銅的現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，才能得出科學(xué)合理的結(jié)論；所以步驟①③的目的是證明氧化銅能加快過(guò)氧化氫溶液分解的速率．
（3）步驟⑦的目的是證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生改變．
（4）過(guò)氧化氫在氧化銅的催化作用之下分解產(chǎn)生了水和氧氣，文字表達(dá)式為：過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（5）對(duì)比實(shí)驗(yàn)要要其它條件完全相同的條件下，控制兩個(gè)變量，比較反應(yīng)的速率，實(shí)驗(yàn)方案為：常溫下，取兩份5mL5%的過(guò)氧化氫溶液分別加入0.2g的MnO₂粉末和CuO粉末（或?qū)戭w粒大小相同的MnO₂和CuO），（控制2個(gè)變量）比較冒泡速率（或相同時(shí)間收集氧氣體積或收集等體積氧氣所需的時(shí)間）；結(jié)論是相同條件下，用MnO₂的催化效果比CuO好．
故答案為：【猜想】Ⅲ：反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（1）溶液中有氣泡放出；稱量CuO的質(zhì)量仍為0.2g；帶火星的木條復(fù)燃；
（2）①③；
（3）證明CuO的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
（4）過(guò)氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（5）實(shí)驗(yàn)方案：常溫下，取兩份5mL5%的過(guò)氧化氫溶液分別加入0.2g的MnO₂粉末和CuO粉末（或?qū)戭w粒大小相同的MnO₂和CuO），（控制2個(gè)變量）比較冒泡速率（或相同時(shí)間收集氧氣體積或收集等體積氧氣所需的時(shí)間）；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：相同條件下，用MnO₂的催化效果比CuO好．

點(diǎn)評(píng) 催化劑、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要考查對(duì)催化劑、催化作用概念的理解，對(duì)催化效率影響因素的探究等．