题目内容

3.学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后,某同学想:CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用呢?于是进行了以下探究.
【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;
Ⅱ、CuO参与反应产生O2,反应前后质量好化学性质发生了改变;
Ⅲ、CuO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5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:

(1)填写下表:
步骤③现象步骤⑥结果步骤⑦目的结论

剧烈反应,产生大量气泡
0.2g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③对比,检验加入氧化铜后双氧水的分解速率是否发生了变化.
(3)步骤④需用到的实验仪器有:铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒.
(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的符号表达式为2H2O2$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
【拓展】影响过氧化氢溶液分解产生氧气的快慢的因素还有度升高,过氧化氢溶液分解的速率加快.(一种即可)

分析 Ⅲ、根据催化剂的定义回答.
(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;根据催化剂的定义和特点回答⑦现象.
(2)根据对比实验的探究方法回答.
(3)根据过滤的操作过程回答,要注意仪器与材料或用品不同.
(4)根据双氧水反应生成水和氧气回答;
【拓展】影响化学反应速率有很多因素,如反应物的浓度、温度、颗粒大小、接触面积等都能够影响反应速率

解答 解: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.
(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,故现象是有气泡,带火星的木条复燃;催化剂的特点是“一变,两不变”,反应前后其质量不变,所以氧化铜的质量仍为0.2g;催化剂的特点是“一变,两不变”,其中反应速率改变,这里是加快,所以现象是溶液中有气泡放出,带火星的木条复燃.
(2)为了看氧化铜是否能改变反应的速率,要通过加入氧化铜与不加氧化铜的现象进行对比,才能得出科学合理的结论.
(3)过滤用到的仪器有:铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒,缺少最后一种,注意仪器与材料或用品不同.
(4)双氧水反应生成水和氧气,过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
【拓展】影响化学反应快慢的因素很多,如催化剂二氧化锰能加快双氧水的分解速率,另外反应物的浓度、温度、颗粒大小、接触面积等,也会影响化学反应快慢.所以可做出以下猜想:温度升高,过氧化氢溶液分解的速率加快;或过氧化氢溶液的浓度越大,过氧化氢溶液分解的速率加快等.
故答案为:Ⅲ、质量和化学性质不变;
(1)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 
0.2g
 
带火星木条复燃
 
(2)与步骤③对比,检验加入氧化铜后双氧水的分解速率是否发生了变化;
(3)玻璃棒;
(4)2H2O2$\frac{\underline{\;CuO\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
【拓展】温度升高,过氧化氢溶液分解的速率加快等(合理即可).

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.

练习册系列答案
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15.阅读下面科普短文
烧水壶用久了内壁会出现一层白色水垢,这是为什么呢?
含有较多钙、镁化合物等矿物质的水叫做硬水.河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的自来水也是硬水.水烧开后,一部分水蒸发了,本来不好溶解的硫酸钙(CaSO4)沉淀下来.原来溶解的碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】和碳酸氢镁【Mg(HCO3)2】,在沸腾的水里分解,变成难溶解的碳酸钙(CaCO3)和氢氧化镁【Mg(OH)2】也沉淀下来,有时也会生成碳酸镁(MgCO3).这样就形成了水垢.
水壶里长了水垢,不容易传热,浪费能源.对于工厂供暖供汽用的大锅炉水垢的危害远不止于此.锅炉每小时烧干几吨水,要送出好几吨蒸汽,据试验,一吨河水里大约有1.6公斤矿物质,而一吨井水里的矿物质高达30公斤左右.大锅炉里结了水垢,锅炉钢板挨不着水,水不易烧开,若水垢出现裂缝,水会渗漏到高温的钢板上,急剧蒸发,造成锅炉内压力猛增,就会发生爆炸.因此,在工厂里,往往在水里加入适量的碳酸钠(俗名苏打),使水中的钙镁化合物变成沉淀除去,硬水就变成了软水.使硬水通过离子交换树脂,也能得到软水.
家里的水壶、暖水瓶里长了水垢,怎么清除干净呢?可以在水壶里倒些市售的柠檬酸除垢剂,或者加入食醋,在火上温热一下,只见水垢上放出密密麻麻的小气泡,水垢便迅速溶解了.
依据文章内容,回答下列问题.
(1)水垢中的CaCO3是由碳酸氢钙转化生成的.
(2)水垢的危害有水不易烧开;可能造成锅炉爆炸.
(3)生活中常用肥皂水来区分硬水和软水.
(4)硬水软化的方法有在水里加入适量的碳酸钠;使硬水通过离子交换树脂(至少答出2种).
(5)食醋可除水垢,主要利用食醋中含有乙酸的酸性.乙酸可用成HAC表示,它的组成及化学性质与盐酸(HCl)相似,则食醋与水垢中CaCO3反应的化学方程式为2HAc+CaCO3═Ca(Ac)2+H2O+CO2↑.

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