Question

6．在实验室里，常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气．某化学兴趣小组对氧气的实验室制法进行了探究．
（1）小明同学选用如图所示的装置制取氧气．制取过程中所发生的化学反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并
打开仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是检查装置的气密性．
（2）小红同学通过互联网得知：CuSO₄溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分解．动物脏器中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解，过氧化氢酶是蛋白质（选填序号填空：①糖类、②蛋白质、③脂肪、④维生素）
实验证明，在过氧化氢溶液中滴加CuSO₄溶液能显著加快过氧化氢的分解．CuSO₄溶液主要含有三种粒子（H₂O、Cu²⁺、SO₄^2-），为了进一步探究CuSO₄溶液中哪种粒子能起催化作用．小红同学作了以下分析和设计．
①小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是过氧化氢溶液（双氧水）是水溶液，所以H₂O不是催化剂．
②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如下实验，完成了这次探究活动．

实验步骤	实验现象	结论
a．取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液几乎没有气泡放出	实验证明，起催化作用的是Cu2+．
b．另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴CuCl2溶液	溶液中有大量气泡放出

③如果确定CuSO₄是催化剂，还必须通过实验确定它在化学反应前后化学性质和质量都没有发生改变．

Answer 1

分析 如果用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热；如果用高锰酸钾或氯酸钾就需要加热．氧气不易溶于水，密度比空气的密度大，因此可以用排水法和向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净．酶属于蛋白质；小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H₂O不能起催化作用；滴稀硫酸无变化，证明了硫酸根离子不能做催化剂；滴硫酸铜时，有大量气泡放出，证明了起催化作用的是铜离子；催化剂是指能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质．

解答 解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，实验操作的目的是：检查装置的气密性；
（2）过氧化氢酶属于蛋白质；小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H₂O不能起催化作用；滴稀硫酸无变化，证明了硫酸根离子不能做催化剂；滴硫酸铜时，有大量气泡放出，证明了起催化作用的是铜离子；催化剂是指能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质．

实验步骤	实验现象	结论
a．取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液几乎没有气泡放出	实验证明，起催化作用的是Cu2+
b．另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴CuCl2溶液	溶液中有大量气泡放出

故答案为：（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，检查装置的气密性；
（2）蛋白质；
①过氧化氢溶液（双氧水）是水溶液，所以H₂O不是催化剂；
②CuCl₂，Cu²⁺；
③化学性质和质量都没有发生改变．

点评 本考点主要考查氧气的制取装置和检查装置的气密性，同时也考查了催化剂的特点和化学方程式的书写，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．