题目内容
【题目】证据推理是科学探究的基本方法。已知某无色溶液A中的溶质是KNO3和Na2CO3。另有一固体样品B，其中可能含有CuSO4和CuO或两者之一。按下图所示进行探究实验，出现的现象如图中所述(设过程中所发生的反应都恰好完全反应)
试根据实验过程和发生的现象，填写以下空白：
(1)气体C的化学式为______，将气体C通入紫色石蕊试液，试液变_____色。
(2)蓝色沉淀F的化学式为______
(3)溶液E中大量存在的酸根阴离子是________(填写离子符号)。
(4)固体B中，一定不存在的物质是____(填写化学式)，得出此结论的理由是_____。
(5)溶液G中一定大量存在的阳离子有______(填写离子符号)
(6)写出步骤③中发生反应的化学方程式_______
【答案】CO2 红 Cu(OH)2 SO42- CuO 氧化铜不能与氢氧化钠反应且氧化铜是黑色的粉末 Na+、H+、K+ Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
【解析】
碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，硝酸钾溶液与硫酸不能发生化学反应。溶液A中加入稀硫酸产生气体C和溶液D，则C是二氧化碳，溶液D是含有硫酸钠和硝酸钾；硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，氧化铜不能与氢氧化钠反应，固体B中加入适量氢氧化钠溶液，生成溶液E和蓝色沉淀F，固体B中只有硫酸铜，没有氧化铜，溶液E中含有硫酸钠，蓝色沉淀是氢氧化铜；硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，溶液D和溶液E加入适量的氯化钡溶液和稀硝酸产生溶液G和白色沉淀H，溶液G中含有氯化钠和硝酸钾，白色沉淀H是硫酸钡。
根据以上分析可知：
（1）气体C是二氧化碳，化学式为CO2，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，将气体C通入紫色石蕊试液，试液变红色；
（2）蓝色沉淀F是氢氧化铜，化学式为Cu(OH)2；
（3）溶液E中含有硫酸钠，溶液E中大量存在的酸根阴离子是SO42-；
（4）固体B中，一定不存在的物质是CuO，得出此结论的理由是氧化铜不能与氢氧化钠反应且氧化铜是黑色的粉末；
（5）溶液G中含有氯化钠和硝酸钾和稀硝酸，溶液G中一定大量存在的阳离子有Na+、K+、H+；
（6）写出步骤③中发生的反应是硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，反应的化学方程式Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl。
【题目】某同学设计以下实验探究氧化铜能否作为过氧化氢分解制取氧气的催化剂，以及影响化学反应速率的因素。
实验序号 | H2O2溶液浓度/% | H2O2溶液体积/mL | 温度/℃ | 催化剂种类及用量/g | 氧气体积/mL | 收集氧气所用时间/s |
① | 5 | 10 | 20 | 无 | 100 | - |
② | 5 | 10 | 20 | 二氧化锰1g | 100 | 15 |
③ | 5 | 10 | 40 | 二氧化锰1g | 100 | 8 |
④ | 10 | 10 | 20 | 二氧化锰1g | 100 | 5 |
⑤ | 5 | 10 | 20 | 氧化铜1g | 100 | 22 |
（1）通过实验____和____对比，说明过氧化氢分解的速率与温度有关。
（2）通过实验____和____对比，说明过氧化氢分解的速率与浓度有关。
（3）通过实验____和____对比，说明氧化铜粉末能加快过氧化氢分解速率。
（4）想要证明氧化铜是该反应的催化剂，还需要验证其在反应前后____和____没有发生改变。
（5）①写出氧化铜催化过氧化氢分解的文字表达式：__________。
②根据以上实验得出的结论，在下图中画出有、无氧化铜时过氧化氢分解产生氧气的质量与反应时间的关系图____________。
