Question

【题目】桐梓县某中学学生在实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气并进行氧气部分性质实验，具体操作如下：

（1）溶液配制：在老师的指导下，他们配制了一瓶5%的过氧化氢溶液备用．

（2）气体制备：用配制好的5%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气．请你在如图1A、B两套装置中选择其中一套，并说明选择的理由： ．

（3）性质实验：小明用收集好的氧气，进行了铁丝燃烧的实验．实验前，它在集气瓶底部铺一层细沙，然后把光亮的细铁丝盘成螺旋状，在铁丝下端系一根火柴，将火柴点燃，待火柴快燃尽时，缓慢插入集气瓶中，观察到的现象是 ．

（4）拓展延伸：第一小组的小亮同学在上述制取氧气实验过程中，不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%的过氧化氢溶液中，立即产生大量气泡，于是引起了该小组同学的探究兴趣．

【提出问题】是哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快呢？

【查阅资料】硫酸铜溶液中含有三种粒子：H2O、SO42﹣、Cu2+

【猜想与假设】小明猜想：不可能是H2O，理由是 ；

小亮猜想：可能是SO42﹣；

小芳猜想：可能是Cu2+．

【实验验证】如图2所示：在实验①中加入稀硫酸后，无明显变化，说明 的猜想不正确；在实验②中加入 溶液后，观察到有大量气泡产生，进一步证明 的猜想正确．

【实验结论】实验证明，硫酸铜在该反应前后的质量和化学性质都没有发生变化，硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂．

【反思与交流】写出过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应的化学方程式 ．

Answer 1

【答案】（2）A，便于添加液体药品制得较多的气体；

（3）剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；

（4）【猜想与假设】Ⅰ、H2O2溶液中有水；

【实验验证】SO42﹣；CuCl2或Cu（NO3）2；Cu2+；

【反思与交流】2H2O22H2O+O2↑．

【解析】（2）气体制备：A装置的长颈漏斗便于添加液体（或B装置简单）；

（3）为防止生成物炸裂集气瓶，实验前要在集气瓶底部铺一层水或细沙；铁丝在氧气中燃烧现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；

（4）【猜想与假设】Ⅰ、不可能是H2O，理由是H2O2溶液中有水；

在实验①中加入稀硫酸，稀硫酸含有硫酸根离子，无明显变化，说明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快；

在实验①已证明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快，在实验②中可以加入硫酸铜来证明Cu2+能使过氧化氢分解速率加快；

【反思与交流】过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应生成水和氧气；