Question

12．重庆一中化学兴趣小组的同学们对实验室用双氧水制备氧气的条件进行了如下探究．

实验 序号	等浓度的 双氧水质量/g	固体 粉末	固体粉末 的质量/g	实验 温度/℃	相同时间内产生 氧气的体积/mL
Ⅰ	50	MnO2	0.1	20	6
Ⅱ	50	MnO2	0.1	30	15
Ⅲ	a	MnO2	0.1	40	20
Ⅳ	50	CuSO4	0.1	20	5
Ⅴ	50	无	无	20	0.5

（1）由实验Ⅱ和Ⅰ可知（填实验序号），在其他条件相同时，温度越高双氧水分解速率越快，若实验Ⅲ中，a=50，也可对比得出此结论；
（2）实验Ⅳ和Ⅴ还不能证明CuSO₄是该反应的催化剂，还需验证CuSO₄在反应前后质量和化学性质一定不变；
（3）经验证，CuSO₄也是双氧水分解的催化剂，请写出该反应的化学反应式2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuSO_{4}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）如图是实验Ⅰ中氧气的体积随反应时间的变化图象，请根据上述信息，在坐标轴上画出实验Ⅳ中氧气的
体积随反应时间的变化图象．

Answer 1

分析 （1）根据表格数据即可得出影响反应速率的因素；
（2）根据催化剂的特征来分析；
（3）根据化学方程式的书写方法来分析；
（4）根据图表信息，用硫酸铜作催化剂，单位时间内生成的氧气少一些．

解答 解：（1）实验Ⅱ和实验Ⅰ相比，双氧水质量、浓度都相同，二氧化锰的质量相同，温度不同，单位时间内生成的氧气体积也不同，说明温度越高，单位时间内生成的氧气越多；若Ⅲ中等质量的双氧水质量也为50g时，也会得出相同的结论；故填：Ⅰ；50；
（2）催化剂能改变化学反应的速率，而不本身的质量和化学性质在反应前后均不改变的物质，故填：质量和化学性质；
（3）双氧水在硫酸铜的催化作用下分解为水和氧气；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuSO_{4}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）因为两个实验中，用到的过氧化氢溶液质量和浓度相同，故最终生成氧气质量相同，但是用硫酸铜做催化剂，单位时间内生成的氧气较少，反应速率较慢．
故答案为：

点评 本题通过实验探究了二氧化锰和硫酸铜在过氧化氢制氧气中的催化作用，侧重实验能力和分析能力的考查．