Question

5．学习了MnO₂对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜（CuO）能否起到类似MnO₂的催化作用呢？于是进行了以下探究．
【猜想】
Ⅰ．CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ．CuO参与反应产生O₂，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ．CuO是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变．
【实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图1的实验：

（1）填写下表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
剧烈反应，产生大量气泡 带火星的木条复燃	0.2g	溶液中有气泡放出 带火星木条复燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立

（2）步骤①（填序号）的目的是证明CuO能加快过氧化氢溶液分解的速率；
（3）步骤④需用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒．
（4）步骤⑦的目的是证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变．
（5）过氧化氢能被CuO催化分解放出O₂的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气．
（6）同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气．为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们选择如图2装置（气密性良好）进行实验．实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是氧气中混有较多的水蒸气，同学分析原因后，采用了排水法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可产生氧气．

Answer 1

分析 Ⅲ、根据催化剂的定义回答．
（1）根据氧化铜对过氧化氢的分解有催化作用回答③现象；根据催化剂的定义和特点回答⑥结果；根据催化剂的定义和特点回答⑦现象．
（2）根据对比实验的探究方法回答．
（3）根据过滤的操作过程回答，要注意仪器与材料或用品不同．
（4）根据催化剂化学反应前后的化学性质不变进行解答；
（5）根据过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
（6）根据在加热双氧水的过程中一定会有水蒸气散出，使收集的氧气不纯及收集纯净气体的方法分析．

解答 解：Ⅲ、催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变；故填：质量和化学性质不变；
（1）氧化铜对过氧化氢的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧气的速率，故现象是有气泡，带火星的木条复燃；催化剂的特点是“一变，两不变”，反应前后其质量不变，所以氧化铜的质量仍为0.2g；催化剂的特点是“一变，两不变”，其中反应速率改变，这里是加快，所以现象是溶液中有气泡放出，带火星的木条复燃．
（2）为了看氧化铜是否能改变反应的速率，要通过加入氧化铜与不加氧化铜的现象进行对比，才能得出科学合理的结论；
（3）过滤用到的仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒，缺少最后一种，注意仪器与材料或用品不同．
（4）步骤⑦的目的是证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变；
（5）过氧化氢分解生成水和氧气，文字表达式为过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气；
（6）在加热双氧水的过程中一定会有水蒸气散出，使收集的氧气不纯，所以将带火星的木条放在导管口没有复燃；为收集到较纯净的氧气，可以采用排水法收集．
故答案为：氧气中混有较多的水蒸气；排水．
故答案为：Ⅲ、质量和化学性质不变；
（1）填表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
剧烈反应，产生大量气泡	0.2g	带火星木条复燃

（2）①；
与步骤③对比，检验加入氧化铜后双氧水的分解速率是否发生了变化；
（3）玻璃棒；
（4）证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变；
（5）过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气；
（6）氧气中混有较多的水蒸气；排水．

点评 催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重点和热点，主要考查对催化剂、催化作用概念的理解，对催化效率影响因素的探究等．