Question

學(xué)習(xí)了MnO₂對過氧化氫溶液（雙氧水）分解有催化作用的知識后，某興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了有關(guān)“影響過氧化氫分解速率的因素有哪些”的探究．

【探究一】興趣小組進(jìn)行了四個實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗 序號	過氧化氫的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	過氧化氫溶液的體積/mL	溫度 /℃	MnO2的 用量/g	收集O2的 體積/mL	反應(yīng) 時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

（1）通過實驗①和②對比可知，過氧化氫分解速率與

 

有關(guān)；實驗③和④對比可知，過氧化氫分解速率與溫度的關(guān)系是

 

．
（2）用35mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水制取氧氣，為了減小反應(yīng)速率，加了一定量的水稀釋，這對產(chǎn)生氧氣的總質(zhì)量的影響是

 

（填“減小”、“不變”或“增大”）．
【質(zhì)疑】CuO能否起到類似MnO₂的催化劑作用呢？于是，小組同學(xué)又進(jìn)行了以下探究．
【探究二】
【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；
【猜想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；
【猜想Ⅲ】CuO是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后

 

．
【實驗】用天平稱量0.2gCuO，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進(jìn)行如圖實驗：
（1）填寫如表：

步驟③的現(xiàn)象	步驟⑥的結(jié)果	步驟⑦的現(xiàn)象	結(jié)論
帶火星木條	CuO的質(zhì)量為   g	帶火星木條復(fù)燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立

（2）步驟①的目的是與步驟

 

作對比，檢驗加入氧化銅后雙氧水的分解速率是否有改變．
（3）步驟④需用到的實驗儀器和用品有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、濾紙、

 

．
（4）過氧化氫能被CuO催化分解放出O₂的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素探究,催化劑的特點與催化作用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【探究一】（1）①②是過氧化氫濃度不同而其他條件相同，這種設(shè)計是驗證反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速度的影響；③④則是溫度不同其他條件相同，是對溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究；
（2）根據(jù)由于改變的只是溶液的濃度，但是溶質(zhì)的質(zhì)量沒有改變，所以最終產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量不會改變進(jìn)行解答；
【猜想Ⅲ】根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答；
【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；
（2）根據(jù)對比實驗的探究方法回答．
（3）根據(jù)過濾需要的儀器進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)信息結(jié)合化學(xué)方程式的書寫分析．

解答：解：【探究一】（1）從表中分析可知：①②是過氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時各種量均相同，可知這一過程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系；則是溫度不同其他條件相同，是對溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究，且溫度越高，過氧化氫分解速率越大；
（2）生成物只與反應(yīng)物量的多少有關(guān)，與反應(yīng)物的濃度無關(guān)，反應(yīng)前后遵循質(zhì)量守恒定律定律．所以由于改變的只是溶液的濃度，但是溶質(zhì)的質(zhì)量沒有改變，所以最終產(chǎn)生的氧氣的質(zhì)量不會改變；
【猜想Ⅲ】催化劑的特點是“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，故現(xiàn)象帶火星的木條復(fù)燃；氧化銅的質(zhì)量不變，所以為0.2g；
（2）步驟①的目的是與步驟③作對比，檢驗加入氧化銅后雙氧水的分解速率是否有改變；
（3）步驟④需用到的實驗儀器和用品有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、燒杯、濾紙、玻璃棒；
（4）過氧化氫能被CuO催化分解放出O₂的化學(xué)方程式為2H₂O₂

CuO  .

2H₂O+O₂↑．
故答案為：【探究一】
（1）雙氧水的濃度（或過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；溫度越高，過氧化氫分解速率越大；
（2）不變；
【探究二】質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（1）復(fù)燃；0.2；（2）③；（3）玻璃棒；（4）2H₂O₂

CuO  .

2H₂O+O₂↑

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．