Question

10．在一次实验中，小张不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有H₂O₂的溶液的试管中，立即有大量的气泡产生．硫酸铜溶液中含有三种粒子（H₂O、SO₄^2-、Cu²⁺），小张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下图所示的三个实验完成这次探究活动，并填空．
（1）你认为最不可能的是哪一种粒子，理由是H₂O，双氧水中本身存在水； 
（2）要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率，还需要进行实验②和③：在实验
②中加入稀硫酸后，无明显变化．在实验③中加入CuCl₂或者Cu（NO₃）₂后，会观察到大量的气泡，证明该离子起到了催化作用．
（3）小聪认为还不能确定硫酸铜是催化剂．首先是实验②和③存在设计上的错误是过氧化氢的浓度不相同；另外从催化剂定义上来讲还需通过实验确认它在化学反应前后质量和化学性质不变．

Answer 1

分析 （1）根据双氧水是水溶液，一定含有水回答．
（2）根据稀硫酸能电离出硫酸根离子，但在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化判断硫酸根离子是否有催化作用；氯化铜或硝酸铜都能电离出铜离子，来判断铜离子是否有催化作用．
（3）根据催化剂的定义和特点回答．

解答 解：（1）双氧水是水溶液，一定含有水，本身分解速率慢，所以水分子不会是催化剂．
故填：H₂O，双氧水中本身存在水； 
（2）稀硫酸能电离出硫酸根离子，但在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化，说明硫酸根离子不起催化作用；硫酸铜溶液中还有铜离子，可加入含有铜离子的其它物质来看铜离子是否有催化作用，加入氯化铜或硝酸铜溶液后，观察到大量的气泡，证明起催化作用的是铜离子．
故填：CuCl₂或者Cu（NO₃）₂；
（3）实验②和③选择的过氧化氢溶液浓度不同，存在缺陷．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，要证明物质是催化剂，必须同时验证这三点，前面已证明硫酸铜能改变化学反应速率，还要证明反应前后它的化学性质和质量都没有改变．
故填：过氧化氢的浓度不相同；质量和化学性质不变．

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．