Question

6．甲同學誤把氧化粉末當作二氧化錳與過氧化氫溶液混合，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產生．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】甲同學依次設計了4個實驗：

序號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
①	向試管內加入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	產生大量氣泡 木條復燃	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，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量	所得固體質量仍為ag	說明 氧化銅在化學反應前后質量不變
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試管中產生氣泡的速率更快	說明 二氧化錳的催化效果好

【實驗結論】甲同學認為，氧化銅粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑，該反應的文字表達式過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣，該反應的基本類型是分解反應．
【反思評價】（1）乙同學認為要證明甲同學的結論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補充一個探究實驗，探究反應前后氧化銅的化學性質是否改變．
（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，沒有復燃，說明產生氧氣速度慢，加入氧化銅后，帶火星木條復燃，說明氧化鐵加快了反應速度；
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，反應越快）進行解答；
【實驗結論】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行分析；
【反思評價】根據(jù)催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，所以不僅考慮反應前后氧化銅質量不變，還需要考慮化學性質，過氧化氫分解制取氧氣不需要加熱進行分析．

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，沒有復燃，說明產生氧氣速度慢；實驗二中加入Wg氧化銅粉末，有大量氣泡產生，然后伸入帶火星的木條，木條復燃，說明加入氧化銅后產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，固體質量仍為ag，說明了反應前后氧化鐵質量不變；分析表格數(shù)據(jù)可知：當雙氧水濃度相同時，向其中加入等質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生氧氣的速率快，所以

序號	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
①	向試管內加入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	產生大量氣泡，木條復燃	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，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量	所得固體質量仍為ag	說明 氧化銅在化學反應前后質量不變
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試管中產生氣泡的速率更快	說明 二氧化錳的催化效果好

【實驗結論】過氧化氫在氧化銅的催化作用下分解生成水和氧氣，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{氧化銅}{→}$水+氧氣，該反應滿足分解反應一變多的條件，屬于分解反應；
【反思評價】（1）乙同學認為要證明甲同學的結論正確，僅做這三個實驗還不充分，需要再補充一個探究實驗，探究反應前后氧化銅的化學性質是否改變；
（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	實驗結論
①	向試管內加入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	產生大量氣泡，木條復燃	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，并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量	所得固體質量仍為ag	說明 氧化銅在化學反應前后質量不變
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試管中產生氣泡的速率更快	說明 二氧化錳的催化效果好

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

點評 解答本題關鍵是要知道催化劑在反應前后本身質量和化學性質都不變，催化劑一定能加快反應速度．甲同學認為“氧化鐵”粉末可以作為過氧化氫分解的催化劑．