Question

7．小明同學(xué)在家里的藥箱中發(fā)現(xiàn)一瓶用來(lái)清洗傷口用的消毒液--“雙氧水”，他聯(lián)想到在化學(xué)課上曾用過(guò)氧化氫溶液制取過(guò)氧氣，他高興的將家中的“雙氧水”拿到學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室，在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)們一起做了如下實(shí)驗(yàn)．
【第一組實(shí)驗(yàn)】小明欲證明該雙氧水是否失效．
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
①在試管中加入5mL“雙氧水”，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現(xiàn)木條未復(fù)燃；
②用酒精燈給上述試管加熱，液體中有氣泡產(chǎn)生，把帶火星的木條伸入試管中，發(fā)現(xiàn)木條仍未復(fù)燃；
③如圖1裝置進(jìn)行操作，帶火星的木條復(fù)燃，
（1）水槽中冰水所起的作用是使水蒸氣冷凝成水，以防干擾實(shí)驗(yàn)；
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：雙氧水沒(méi)有失效．
【第二組實(shí)驗(yàn)】小明想探究CuO能否起到類似MnO₂的催化作用．
（3）【猜想】ⅠCuO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；
ⅡCuO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；
ⅢCuO是反應(yīng)的催化劑，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5ml 5%過(guò)氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如圖2）：

（4）填表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡； 帶火星木條復(fù)燃	仍為0.2g（或質(zhì)量不變）	溶液中有氣泡產(chǎn)生； 帶火星木條復(fù)燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立

（5）步驟①的目的是做對(duì)照（或?qū)Ρ然虮容^）．
（6）利用該方法獲得氧氣的符號(hào)表達(dá)式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（7）步驟④得到的固體是CuO．CuO的相對(duì)分子質(zhì)量是80，其中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80%．

Answer 1

分析 【第一組實(shí)驗(yàn)】（1）③在加熱時(shí)水會(huì)汽化，可能干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
【第二組實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)催化劑的性質(zhì)分析；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析，并結(jié)合過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)原理和氧氣的性質(zhì)及催化劑的性質(zhì)來(lái)解答；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析；
（6）根據(jù)結(jié)論寫(xiě)出反應(yīng)的表達(dá)式；
（7）根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量是相對(duì)原子質(zhì)量之和及化合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：【第一組實(shí)驗(yàn)】
（1）③在加熱時(shí)水會(huì)氣化，可能干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，所以冰水的作用是讓水蒸氣冷凝；
（2）根據(jù)第③步中帶火星的木條復(fù)燃，可以得出該過(guò)氧化氫沒(méi)有失效；
【第二組實(shí)驗(yàn)】（1）催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后不變；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論猜想Ⅲ成立，說(shuō)明氧化銅是過(guò)氧化氫分解的催化劑，所以③中加入氧化銅后會(huì)迅速生成大量氧氣，有氣泡產(chǎn)生，催化劑能改變物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，所以過(guò)濾后稱量質(zhì)量不變，且化學(xué)性質(zhì)不變，仍能對(duì)過(guò)氧化氫溶液起到催化作用；
（4）步驟①說(shuō)明過(guò)氧化氫溶液本身不產(chǎn)生氧氣，起到對(duì)比作用；
（5）過(guò)氧化氫在氧化銅的作用下可以產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)的表達(dá)式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（6）氧化銅的相對(duì)分子質(zhì)量=64+16=80，其中Cu%=$\frac{64}{80}$×100%=80%；
故答案為：（1）使水蒸氣冷凝成水，以防干擾實(shí)驗(yàn)；（2）雙氧水沒(méi)有失效；
（3）質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（4）

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦現(xiàn)象	結(jié)論
劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡	仍為0.2g（或質(zhì)量不變）	帶火星木條復(fù)燃

（5）做對(duì)照（或?qū)Ρ然虮容^）     （6）2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；       （7）80；80%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了催化劑能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，但本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變及過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)原理等相關(guān)知識(shí)；要證明某物質(zhì)是某反應(yīng)的催化劑，必須三方面都證明，才能說(shuō)明該物質(zhì)是該反應(yīng)的催化劑，知識(shí)綜合，有難度．