Question

【題目】某�；瘜W興趣小組在學習了催化劑的知識后，想探究氧化銅能否在過氧化氫溶液分解反應中起到催化作用。請你一起參與他們的探究過程，并填寫下列空白。

（問題）CuO能不能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑呢？

（猜想）____________。

（實驗驗證）

實驗	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
實驗一	在試管中加入少量的H2O2溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	________	常溫下H2O2溶液分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣
實驗二	在裝有H2O2溶液的試管中加入少量的CuO，然后將帶火星的木條伸入試管中	有較多氣泡產生，木條復燃	____________

（討論與反思）經過討論，有的同學認為只有上述兩個實驗，不能證明CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑，還要補充一個探究實驗。

實驗三：

（實驗目的）探究_____________。

（實驗步驟）①準確稱量CuO(少量)的質量；

②重復實驗二的步驟；待反應結束，將試管里的物質過濾，洗滌，干燥，稱量；

③對比反應前后CuO的質量。

（討論）如果_______________，則說明CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑。

但小華認為，要證明猜想，上述三個實驗還不足以說明，還需要再增加一個實驗。

（實驗目的）________________。

（實驗結論）CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑，請寫出CuO催化過氧化氫分解的文字表達式：

_______________。

（拓展探究）同種催化劑，還有哪些因素會影響過氧化氫分解反應的催化效果？

假設：________________。

Answer 1

【答案】CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑有少量氣泡產生，木條沒有復燃；CuO能加快H2O2溶液分解速率，放出很多氧氣CuO在反應前后的質量是否改變CuO在反應前后的質量不改變探究CuO在反應前后的化學性質是否改變過氧化氫水＋氧氣假設：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的質量或催化劑的顆粒大小等）方案：①取顆粒大小相同的同一催化劑與不同濃度過氧化氫溶液充分混合；②計算收集一瓶氧氣，所需的反應時間；如果所用時間不同，說明假設成立；反之則不成立。 (合理即可，需控制變量，進行對比實驗)

【解析】

根據已有的知識結合題干提供的信息進行分析解答即可，催化劑能改變其他物質的化學反應速率，本身的質量和化學性質在化學反應前后不變，據此解答。

猜想：

根據提出的問題可作如下猜想：CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑；

實驗驗證：

實驗一：由實驗結論“常溫下H2O2溶液分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣”，氧氣具有助燃性，可推測到實驗現象是有少量氣泡產生，木條沒有復燃；

實驗二：在裝有H2O2溶液的試管中加入少量的CuO，然后將帶火星的木條伸入試管中，有較多氣泡產生，木條復燃，說明了CuO能加快H2O2溶液分解速率，放出很多氧氣；

討論與反思：

實驗三：在根據實驗三的操作過程可知，實驗三的目的是探究CuO在反應前后的質量是否改變；根據實驗三的現象可知，如果CuO在反應前后的質量不改變，則說明CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑；

化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑（又叫觸媒）。催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變。通過實驗一和實驗二對比，實驗三的結論可知，氧化銅可以加快過氧化氫分解放出氧氣的速率，化學反應前后質量沒有改變，若要證明氧化銅是過氧化氫分解的催化劑，還需要驗證它在該反應前后的化學性質是否發生改變，所以實驗目的是探究CuO在反應前后的化學性質是否改變；實驗結論：根據“CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑”，過氧化氫在CuO催化作用下反應生成水和氧氣，該反應文字表達式是過氧化氫水＋氧氣；

拓展探究：

假設：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的質量或催化劑的顆粒大小等）；

方案：①取顆粒大小相同的同一催化劑與不同濃度過氧化氫溶液充分混合；

②計算收集一瓶氧氣，所需的反應時間；如果所用時間不同，說明假設成立；反之則不成立。

(合理即可，需控制變量，進行對比實驗)