Question

13．學習了MnO₂對過氧化氫有催化作用的知識后．某同學想：氧化銅（CuO）能否起到類似MnO₂的催化劑作用呢？于是進行了如下探究．
【猜想】Ⅰ．CuO不是催化劑、也不參與反應，反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變；
Ⅱ．CuO參與反應產(chǎn)生O₂，反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)發(fā)生了改變；
Ⅲ．CuO是反應的催化劑，反應前后反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變．
【實驗】用天平稱量0.2gCuO，取5ml5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：

（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，帶火星的木條復燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立猜想Ⅲ成立

（2）步驟①③（填序號）的目的是證明CuO能加快過氧化氫溶液分解的速率；
（3）步驟⑦的目的是證明CuO的化學性質(zhì)在反應前后不變；
（4）過氧化氫能被CuO催化分解放出氧氣的文字表達式為過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（5）請你設計實驗比較二氧化錳和CuO的過氧化氫制取氧氣實驗中的催化效果
實驗步驟：常溫下，取兩份5mL5%的過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個變量）比較冒泡速率（或相同時間收集氧氣體積或收集等體積氧氣所需的時間）
實驗結(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．
【實驗】（1）根據(jù)氧化銅對過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回答⑥結(jié)果；根據(jù)催化劑的定義和特點回答⑦現(xiàn)象．
（2）根據(jù)對比實驗的探究方法回答．
（3）根據(jù)實驗的步驟分析催化劑的有關(guān)性質(zhì)．
（4）過氧化氫分解產(chǎn)生了水和氧氣，可以據(jù)此寫出該反應的文字表達式．
（5）根據(jù)探究不同催化劑的催化效果實驗方法和對比實驗的條件、步驟分析．

解答 解：【猜想】Ⅲ．催化劑的特點是“一變，兩不變”，即反應速率變，質(zhì)量和化學性質(zhì)不變．
【實驗】（1）氧化銅對過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，帶火星的木條復燃；催化劑的特點是“一變，兩不變”，反應前后其質(zhì)量不變，所以步驟⑥中稱量的氧化銅的質(zhì)量仍為0.2g；催化劑的特點是“一變，兩不變”，其中反應速率改變，這里是加快，反應后化學性質(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，帶火星的木條復燃．
（2）為了看氧化銅是否能改變反應的速率，要通過加入氧化銅與不加氧化銅的現(xiàn)象進行對比，才能得出科學合理的結(jié)論；所以步驟①③的目的是證明氧化銅能加快過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性質(zhì)在反應前后沒有發(fā)生改變．
（4）過氧化氫在氧化銅的催化作用之下分解產(chǎn)生了水和氧氣，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（5）對比實驗要要其它條件完全相同的條件下，控制兩個變量，比較反應的速率，實驗方案為：常溫下，取兩份5mL5%的過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個變量）比較冒泡速率（或相同時間收集氧氣體積或收集等體積氧氣所需的時間）；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：反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變；
（1）溶液中有氣泡放出；稱量CuO的質(zhì)量仍為0.2g；帶火星的木條復燃；
（2）①③；
（3）證明CuO的化學性質(zhì)在反應前后不變；
（4）過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣；
（5）實驗方案：常溫下，取兩份5mL5%的過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個變量）比較冒泡速率（或相同時間收集氧氣體積或收集等體積氧氣所需的時間）；
實驗結(jié)論：相同條件下，用MnO₂的催化效果比CuO好．

點評 催化劑、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重點和熱點，主要考查對催化劑、催化作用概念的理解，對催化效率影響因素的探究等．