Question

学习了MnO₂对过氧化氢溶液（双氧水）分解有催化作用的知识后，某兴趣小组的同学进行了有关“影响过氧化氢分解速率的因素有哪些”的探究．

【探究一】兴趣小组进行了四个实验，实验数据如表：

实验 序号	过氧化氢的 质量分数/%	过氧化氢溶液的体积/mL	温度 /℃	MnO2的 用量/g	收集O2的 体积/mL	反应 时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

（1）通过实验①和②对比可知，过氧化氢分解速率与

 

有关；实验③和④对比可知，过氧化氢分解速率与温度的关系是

 

．
（2）用35mL质量分数为30%的双氧水制取氧气，为了减小反应速率，加了一定量的水稀释，这对产生氧气的总质量的影响是

 

（填“减小”、“不变”或“增大”）．
【质疑】CuO能否起到类似MnO₂的催化剂作用呢？于是，小组同学又进行了以下探究．
【探究二】
【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；
【猜想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；
【猜想Ⅲ】CuO是反应的催化剂，反应前后

 

．
【实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如图实验：
（1）填写如表：

步骤③的现象	步骤⑥的结果	步骤⑦的现象	结论
带火星木条	CuO的质量为   g	带火星木条复燃	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立

（2）步骤①的目的是与步骤

 

作对比，检验加入氧化铜后双氧水的分解速率是否有改变．
（3）步骤④需用到的实验仪器和用品有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、滤纸、

 

．
（4）过氧化氢能被CuO催化分解放出O₂的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：影响化学反应速率的因素探究,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【探究一】（1）①②是过氧化氢浓度不同而其他条件相同，这种设计是验证反应物浓度对反应速度的影响；③④则是温度不同其他条件相同，是对温度影响化学反应速度的探究；
（2）根据由于改变的只是溶液的浓度，但是溶质的质量没有改变，所以最终产生的氧气的质量不会改变进行解答；
【猜想Ⅲ】根据催化剂的含义进行解答；
【实验】（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；
（2）根据对比实验的探究方法回答．
（3）根据过滤需要的仪器进行解答；
（4）根据信息结合化学方程式的书写分析．

解答：解：【探究一】（1）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系；则是温度不同其他条件相同，是对温度影响化学反应速度的探究，且温度越高，过氧化氢分解速率越大；
（2）生成物只与反应物量的多少有关，与反应物的浓度无关，反应前后遵循质量守恒定律定律．所以由于改变的只是溶液的浓度，但是溶质的质量没有改变，所以最终产生的氧气的质量不会改变；
【猜想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；
【实验】（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，故现象带火星的木条复燃；氧化铜的质量不变，所以为0.2g；
（2）步骤①的目的是与步骤③作对比，检验加入氧化铜后双氧水的分解速率是否有改变；
（3）步骤④需用到的实验仪器和用品有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、滤纸、玻璃棒；
（4）过氧化氢能被CuO催化分解放出O₂的化学方程式为2H₂O₂

CuO  .

2H₂O+O₂↑．
故答案为：【探究一】
（1）双氧水的浓度（或过氧化氢的质量分数）；温度越高，过氧化氢分解速率越大；
（2）不变；
【探究二】质量和化学性质不变；
（1）复燃；0.2；（2）③；（3）玻璃棒；（4）2H₂O₂

CuO  .

2H₂O+O₂↑

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．