Question

8．在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H₂O₂的溶液的试管中，立即有大量的气泡产生．对此他很好奇，他查阅资料得知：硫酸铜溶液中含有三种粒子（H₂O、SO₄^2-、Cu²⁺），小明想知道硫酸铜溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快．请你和小明一起通过如图所示的实验完成这次探究活动，并填写空白．

（1）小明认为最不可能的粒子是H₂O，理由是双氧水是水溶液，所以水不是催化剂．
（2）检验实验①产生的气体是氧气的方法是用带火星的木条伸入到试管①中，木条复燃，证明是氧气．
（3）资料：稀硫酸中含有三种粒子（H₂O、SO₄^2-、H⁺），在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化，证明SO₄^2-粒子不能使双氧水分解的速率加快，因而他确定Cu²⁺粒子能使双氧水分解的速率加快．
（4）小明如果要确定硫酸铜是催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后化学性质和质量都没有改变．
（5）小明又做了相应的实验，确定硫酸铜是双氧水分解的催化剂．写出实验①试管内物质反应的化学符号表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuSO_{4}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）根据双氧水中本身含有水考虑；（2）根据氧气的助燃性考虑；（3）根据硫酸中含有的微粒考虑；（4）根据催化剂需要具备的性质考虑；（5）根据方程式的书写考虑．

解答 解：（1）因为双氧水是过氧化氢的水溶液，本身有水，但分解的速度很慢，所以水不是催化剂；
（2）由于氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以验证方法是用带火星的木条伸入到试管①中，木条复燃，证明是氧气；
（3）因为稀硫酸中含有三种粒子（H₂O、SO₄^2-、H⁺）且硫酸不能加快过氧化氢分解的速度，所以硫酸根离子不能使过氧化氢分解的速度加快；根据上面的分析可知水分子、硫酸根离子不能使过氧化氢分解速度加快，所以是铜离子使双氧水分解的速率加快；
（4）因为催化剂反应前后化学性质和质量不变，所以要证明是催化剂必须确认硫酸铜的化学性质和质量都没有改变；
（5）反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，用观察法配平，氧气后面标上上升符号，硫酸铜是催化剂写在等号的上边．
故答案为：（1）双氧水是水溶液，所以水不是催化剂；（2）用带火星的木条伸入到试管①中，木条复燃，证明是氧气；（3）SO₄^2-（或硫酸根离子）；Cu²⁺（或铜离子）．（4）化学性质和质量都没有改变；（5）2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuSO_{4}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

点评 解答本题关键是要知道验证硫酸铜是催化剂，要从三个方面：改变反应速度、本身质量和化学性质不变，熟悉方程式的书写：一写二配三注明四等号．