Question

7．小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液--“双氧水”，他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取过氧气，他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室，在老师的指导下和同学们一起做了如下实验．
【第一组实验】小明欲证明该双氧水是否失效．
实验过程
①在试管中加入5mL“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；
②用酒精灯给上述试管加热，液体中有气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；
③如图1装置进行操作，带火星的木条复燃，
（1）水槽中冰水所起的作用是使水蒸气冷凝成水，以防干扰实验；
（2）实验结论：双氧水没有失效．
【第二组实验】小明想探究CuO能否起到类似MnO₂的催化作用．
（3）【猜想】ⅠCuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
ⅡCuO参与反应产生O₂，反应前后质量和化学性质发生了改变；
ⅢCuO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5ml 5%过氧化氢溶液于试管中，进行实验（如图2）：

（4）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； 带火星木条复燃	仍为0.2g（或质量不变）	溶液中有气泡产生； 带火星木条复燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立

（5）步骤①的目的是做对照（或对比或比较）．
（6）利用该方法获得氧气的符号表达式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（7）步骤④得到的固体是CuO．CuO的相对分子质量是80，其中铜元素的质量分数是80%．

Answer 1

分析 【第一组实验】（1）③在加热时水会汽化，可能干扰实验现象，所以冰水的作用是让水蒸气冷凝；
（2）根据实验现象可以得出实验结论；
【第二组实验】（1）根据催化剂的性质分析；
（3）①根据实验结论分析，并结合过氧化氢分解的反应原理和氧气的性质及催化剂的性质来解答；
（4）根据实验现象进行分析；
（5）根据实验进行对比分析；
（6）根据结论写出反应的表达式；
（7）根据相对分子质量是相对原子质量之和及化合物中某元素的质量分数进行计算．

解答 解：【第一组实验】
（1）③在加热时水会气化，可能干扰实验现象，所以冰水的作用是让水蒸气冷凝；
（2）根据第③步中带火星的木条复燃，可以得出该过氧化氢没有失效；
【第二组实验】（1）催化剂的质量和化学性质反应前后不变；
（3）根据实验结论猜想Ⅲ成立，说明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，所以③中加入氧化铜后会迅速生成大量氧气，有气泡产生，催化剂能改变物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变，所以过滤后称量质量不变，且化学性质不变，仍能对过氧化氢溶液起到催化作用；
（4）步骤①说明过氧化氢溶液本身不产生氧气，起到对比作用；
（5）过氧化氢在氧化铜的作用下可以产生氧气，反应的表达式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（6）氧化铜的相对分子质量=64+16=80，其中Cu%=$\frac{64}{80}$×100%=80%；
故答案为：（1）使水蒸气冷凝成水，以防干扰实验；（2）双氧水没有失效；
（3）质量和化学性质不变；
（4）

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	仍为0.2g（或质量不变）	带火星木条复燃

（5）做对照（或对比或比较）     （6）2H₂O₂$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；       （7）80；80%．

点评 本题主要考查了催化剂能改变其他物质的反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变及过氧化氢分解的反应原理等相关知识；要证明某物质是某反应的催化剂，必须三方面都证明，才能说明该物质是该反应的催化剂，知识综合，有难度．