Question

14．如图所示，某校化学兴趣小组用过氧化氢（H₂O₂）溶液（MnO₂作催化剂）制取干燥的氧气，并用来侧定1Og某铜粉样品（含少量杂质碳）中铜的质量分数．回答下列问题：

（温馨提示：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2CuO，NaOH溶液可以吸收二氧化碳）；
（1）装置A中发生反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．装置B的作用是吸收水蒸气．
（2）通过称量反应前后装置D的质量，进行计算便可求出样品中铜的质量分数．
（3）实验完毕，小兰同学误将用剩的H₂O₂溶液和装置C玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中，发现有大量的气泡产生，经检验确认产生的气体是氧气．小刚误和小何两位同学对此颇感兴趣，进而展开了他们的探究之旅．
【提出问题】是哪种物质加快了H₂O₂的分解速率？
【大胆猜想】猜想Ⅰ：剩余固体中的CuO加快了H₂O₂溶液的分解．
          猜想Ⅱ：剩余固体中的铜加快了H₂O₂溶液的分解．
          猜想Ⅲ：氧化铜能做H₂0₂分解的催化剂．
【实验验证】

实验方案	实验现象	分析及结论
实验一：将带火星的木条伸入盛有5mL5%H2O2溶液的试管	带火星木条不复燃	H2O2溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃
实验二：向盛有5mL5%H2O2溶液的试管中加入1gCuO固体，将一根带火星的木条伸入试管，观察现象．待反应结束后将试管里的剩余物进行过滤、洗涤、干燥、称量．对比反应前后CuO的质量	带火星的木条复燃． 称得固体质量为1g	猜想Ⅰ成立．反应前后固体的质量相等
实验三：向盛有5mL5%H2O2溶液的试管中加入1g铜，将带火星的木条伸入试管，观察现象	没有气泡产生，带火星木条不复燃	猜想Ⅱ不成立（填”成立“或“不成立”）

【讨论交流】小周同学认为，根据实验二得出的两个结论就能判断Ⅲ成立，你是否支持他的观点？并简述理由．
答：不支持．没有证明反应前后物质的化学性质是否改变．

Answer 1

分析 根据题干提供的信息进行分析，据图可知仪器的名称，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下能反应生成水和氧气；浓硫酸具有吸水性；氧气能与铜反应生成氧化铜；根据剩余固体中含有氧化铜和碳进行解答；要证明氧化铜具有催化作用，可以从能改变化学反应速率和化学反应前后物质的质量和化学性质不变进行．

解答 解：（1）过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下能反应生成水和氧气；浓硫酸具有吸水性，能干燥氧气，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，干燥氧气；
（3）铜与氧气反应生成氧化铜，碳与氧气反应生成二氧化碳，因此无法通过装置C的质量变化进行计算，但碳反应生成的二氧化碳被氢氧化钠吸收，因此可通过称量装置D反应前后的质量差求出二氧化碳的质量，从而求出碳的质量，进一步算出铜的质量分数，故填：D；
（4）大胆猜想：剩余的固体中可能含有氧化铜和铜，故可以猜测是铜加快了H₂O₂溶液的分解，故填：铜；
实验验证：氧化铜加快了H₂0₂溶液的分解，则能使过氧化氢分解产生氧气，能使带火星的木条复燃，氧化铜是不溶于水的物质，要将氧化铜分离出来，则需要经过过滤；要证明铜不能加快H₂O₂溶液的分解，则需要增加铜和过氧化氢溶液混合的实验，观察不到带火星的木条复燃的现象；故填：

实验方案	实验现象	分析及结论
实验一：将带火星的木条伸入盛有5mL 5%H2O2溶液的试管．	带火星木条不复燃	H202溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃
实验二：向盛有5mL5%H202溶液的试管中加入1g氧化铜固体，将一根带火星的木条伸入试管．观察现象．待反应结束后将试管里的剩余物进行 过滤、洗涤、干燥、称量．对比反应前后氧化铜的质量	带火星的木条复燃 称得固体质量为1g．	猜想Ⅰ成立．反应前后氧化铜的质量相等．
实验三：向盛有5mL5%H202溶液的试管中加入1g 铜，将一根带火星的木条伸入试管，观察现象．	没有气泡产生，带火星 木条不复燃．	猜想Ⅱ不成立（填”成立“或“不成立”）

讨论交流：催化剂在化学反应前后的化学性质不变，根据实验二不能得出氧化铜反应前后化学性质不变的结论，故根据得出的两个结论不能判断Ⅲ成立，故填：不支持，没有证明反应前后物质的化学性质是否改变．

点评 题为实验探究题，完成此题，可以依据已有的物质的性质结合题干提供的信息进行．