Question

6．甲同学误把氧化粉末当作二氧化锰与过氧化氢溶液混合，发现有大量气泡产生．他联想到二氧化锰可作为过氧化氢分解的催化剂，那么，氧化铜能否作为过氧化氢分解的催化剂呢？请你一起参与探究，并填写下列空白．
【猜想】氧化铜能作为过氧化氢分解的催化剂
【实验验证】甲同学依次设计了4个实验：

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	向试管内加入5mL5%过氧化氢溶液，再将带火星的木条伸入试管中	有少量气泡木条不复燃	常温下过氧化氢溶液分解速率很慢
②	在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铜，然后将带火星的木条伸入试管中	产生大量气泡 木条复燃	说明 加入氧化铜后，过氧化氢的分解速率加快
③	③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量	所得固体质量仍为ag	说明 氧化铜在化学反应前后质量不变
④	④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铜粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末	D试管中产生气泡的速率更快	说明 二氧化锰的催化效果好

【实验结论】甲同学认为，氧化铜粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂，该反应的文字表达式过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气，该反应的基本类型是分解反应．
【反思评价】（1）乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验，探究反应前后氧化铜的化学性质是否改变．
（2）比较氯酸钾制取氧气的方法，用过氧化氢作原料制取氧气，该方案的突出优点是节能环保；安全简便（写两点）．

Answer 1

分析 【实验验证】根据过氧化氢溶液中伸入带火星的木条，没有复燃，说明产生氧气速度慢，加入氧化铜后，带火星木条复燃，说明氧化铁加快了反应速度；
根据对比实验数据可知相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好（或相同条件下，H₂O₂浓度越大，反应越快）进行解答；
【实验结论】根据过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气进行分析；
【反思评价】根据催化剂在反应前后本身质量和化学性质都不变，所以不仅考虑反应前后氧化铜质量不变，还需要考虑化学性质，过氧化氢分解制取氧气不需要加热进行分析．

解答 解：【实验验证】在实验一的试管中过氧化氢溶液中伸入带火星的木条，没有复燃，说明产生氧气速度慢；实验二中加入Wg氧化铜粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃，说明加入氧化铜后产生氧气的速度加快了很多，说明氧化铁加快了过氧化氢分解的速度；实验三将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量，固体质量仍为ag，说明了反应前后氧化铁质量不变；分析表格数据可知：当双氧水浓度相同时，向其中加入等质量的二氧化锰和三氧化二铁，发现生成等量的氧气所需要的时间是不同的，加二氧化锰的双氧水产生氧气的速率快，所以

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	向试管内加入5mL5%过氧化氢溶液，再将带火星的木条伸入试管中	有少量气泡木条不复燃	常温下过氧化氢溶液分解速率很慢
②	在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铜，然后将带火星的木条伸入试管中	产生大量气泡，木条复燃	说明 加入氧化铜后，过氧化氢的分解速率加快
③	③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量	所得固体质量仍为ag	说明 氧化铜在化学反应前后质量不变
④	④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铜粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末	D试管中产生气泡的速率更快	说明 二氧化锰的催化效果好

【实验结论】过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气，该反应满足分解反应一变多的条件，属于分解反应；
【反思评价】（1）乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验，探究反应前后氧化铜的化学性质是否改变；
（2）比较氯酸钾制取氧气的方法，用过氧化氢作原料制取氧气，该方案的突出优点是：节能环保，安全简便．
故答案为：【实验验证】

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	向试管内加入5mL5%过氧化氢溶液，再将带火星的木条伸入试管中	有少量气泡木条不复燃	常温下过氧化氢溶液分解速率很慢
②	在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铜，然后将带火星的木条伸入试管中	产生大量气泡，木条复燃	说明 加入氧化铜后，过氧化氢的分解速率加快
③	③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量	所得固体质量仍为ag	说明 氧化铜在化学反应前后质量不变
④	④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铜粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末	D试管中产生气泡的速率更快	说明 二氧化锰的催化效果好

【实验结论】过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气，分解反应；
【反思评价】（1）反应前后氧化铜的化学性质是否改变；
（2）节能环保，安全简便．

点评 解答本题关键是要知道催化剂在反应前后本身质量和化学性质都不变，催化剂一定能加快反应速度．甲同学认为“氧化铁”粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂．