Question

同学们在实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气并进行氧气部分性质实验，具体操作如下：

（1）溶液配制：用50mL 30%的过氧化氢溶液配制5%的过氧化氢溶液．溶液配制过程中，除用到玻璃棒外，还需用到下列仪器中的

 

A、托盘天平  B、烧杯   C、漏斗   D、量筒   E、胶头滴管
（2）气体制备：用配制好的5%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气．请你在如图1A、B两套装置中选择其中一套，并说明选择的理由：

 

（合理即可）．
（3）性质实验：小明用收集好的氧气，进行了铁丝燃烧的实验．实验前，它在集气瓶底部

 

，然后把光亮的细铁丝盘成螺旋状，在铁丝下端系一根火柴，将火柴点燃，待火柴快燃尽时，缓慢插入集气瓶中，观察到的现象是

 

．
（4）拓展延伸：小亮同学在上述制取氧气的实验过程中，不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%的过氧化氢溶液中，立即产生大量气泡，于是引起了小亮同学的探究兴趣．
【提出问题】是哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快呢？
【查阅资料】硫酸铜溶液中含有三种粒子：H₂O、SO₄^2-、Cu²⁺
【猜想与假设】Ⅰ、不可能是H₂O，理由是

 

；
Ⅱ、可能是SO₄^2-；
Ⅲ、可能是Cu²⁺．
【实验验证】如图2所示：
在实验①中加入稀硫酸后，无明显变化，说明

 

不能使过氧化氢的分解速率加快；
在实验②中加入

 

后，观察到有大量气泡产生，进一步证明能使过氧化氢分解速率加快的是

 

．
【结论】实验证明，硫酸铜在该反应前后的质量和化学性质都没有发生变化，硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂．
【反思与交流】Ⅰ、检验实验②中产生气体的方法是

 

；
Ⅱ、写出过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：一定溶质质量分数的溶液的配制,氧气的化学性质,氧气的制取装置,催化剂的特点与催化作用,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：溶液、浊液与溶解度,常见的盐 化学肥料,常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）溶液配制：根据配制的步骤结合需要的仪器回答：计算、量取、溶解；
（2）气体制备：根据A、B装置的特点进行分析；
（3）性质实验：铁丝燃烧的注意事现象：绕城螺旋状、用火柴引燃等分析．
（4）因为H₂O₂溶液中就有水；加入稀硫酸后，无明显变化，稀硫酸含有硫酸根离子，说明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快；
在实验①已证明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快，在实验②中可以加入硫酸铜证明Cu²⁺能使过氧化氢分解速率加快；
【反思与交流】Ⅰ、用带火星的木条来检验氧气；
Ⅱ、过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应生成水和氧气；

解答：解：（1）溶液配制：用50ml30%的H₂O₂溶液（密度为1.13/cm³）配制5%的H₂O₂溶液（密度约为1g/cm³），步骤为；计算、量取、溶解，因此需要的仪器有：量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒，故除用到玻璃棒外，还需用到下列仪器中的BDE；
（2）气体制备：A装置的长颈漏斗便于添加液体（或B装置简单）；
（3）为防止生成物炸裂集气瓶，实验前要在集气瓶底部铺一层水或细沙；铁丝在氧气中燃烧现象是：剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；
（4）【猜想与假设】Ⅰ、不可能是H₂O，理由是H₂O₂溶液中有水；
在实验①中加入稀硫酸，稀硫酸含有硫酸根离子，无明显变化，说明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快；
在实验①已证明硫酸根离子不能使过氧化氢的分解速率加快，在实验②中可以加入硫酸铜来证明Cu²⁺能使过氧化氢分解速率加快；
【反思与交流】Ⅰ、用带火星的木条来检验氧气；
Ⅱ、过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应生成水和氧气；
答案：（1）BDE；
（2）A，便于添加液体药品制得较多的气体；
（3）铺一层水或细沙，剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；
（4）【猜想与假设】Ⅰ、H₂O₂溶液中有水； 
【实验验证】SO₄^2-；CuCl₂或Cu（NO₃）₂；Cu²⁺；
【反思与交流】用带火星的木条，伸入试管，看木条是否复燃； 2H₂O₂

CuSO4  .

2H₂O+O₂↑．

点评：本题考查了溶液的配制、气体的制取、混合物的分离及氧气性质的探究，综合性较强，根据氧气相关的性质逐一分析即可．