Question

【題目】某校化學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10 mL 5%的H2O2溶液，然后將帶火星的木條伸入試管中	_____	常溫下H2O2分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣
實驗二	在裝有10 mL 5%的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。

實驗四：（實驗目的）_____。

（實驗結論）CuO能作過氧化氫分解反應的催化劑，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：_____。

方案：_____。

Answer 1

【答案】CuO能作過氧化氫分解反應的催化劑 有少量氣泡產生，木條沒有復燃 H2O2在CuO催化作用下分解速率變快，放出很多氧氣 CuO在化學反應前后的質量是否改變 CuO在化學反應前后的質量不改變 探究CuO在化學反應前后的化學性質是否改變 過氧化氫水＋氧氣 過氧化氫溶液的濃度會影響過氧化氫分解反應的催化效果(合理即可) 將等質量，顆粒大小相同的二氧化錳加入等質量的濃度不同的過氧化氫溶液中，觀察產生氣泡的速率即可

【解析】

[猜想]CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑；故填：CuO能作過氧化氫溶液分解反應的催化劑；
[實驗驗證]實驗一：根據實驗結論“常溫下H2O2溶液分解速率非常緩慢，放出很少量氧氣”可知，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，只有少量的氣泡產生，木條沒有復燃；故填：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，這說明H2O2溶液在CuO催化作用下分解速率變快，放出很多氧氣；故填：H2O2溶液在CuO催化作用下分解速率變快，放出很多氧氣；
實驗三：由實驗三的實驗步驟可知，該實驗是探究CuO在反應前后的質量是否改變；若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；故填 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；
實驗四：根據催化劑的概念可知，還需要探究氧化銅的化學性質在反應前后是否發生了改變，過氧化氫在氧化銅的催化作用下分解為水和氧氣；
故填：探究CuO在反應前后的化學性質是否改變；過氧化氫水＋氧氣；
[拓展探究]可能過氧化氫溶液的濃度、催化劑的質量以及催化劑顆粒的大小對過氧化氫分解反應的速率都會產生影響。如設計實驗探究催化劑顆粒大小對反應速率的影響，要想證明顆粒大小會影響催化效果，可將等量、等濃度的過氧化氫溶液與等質量的不同顆粒大小的同種催化劑充分混合，觀察產生氣泡的速率即可；設計實驗探究過氧化氫溶液的濃度對反應速率的影響時，可將等質量，顆粒大小相同的二氧化錳加入等質量的濃度不同的過氧化氫溶液中，觀察產生氣泡的速率即可；
故填：過氧化氫溶液的濃度（或催化劑的顆粒大小等）；將等質量，顆粒大小相同的二氧化錳加入等質量的濃度不同的過氧化氫溶液中，觀察產生氣泡的速率即可（或將等量、等濃度的過氧化氫溶液與等質量的不同顆粒大小的同種催化劑充分混合，觀察產生氣泡的速率即可）。