Question

【題目】在過氧化氫溶液的分解反應(yīng)中，某化學(xué)興趣小組發(fā)現(xiàn)：除了二氧化錳，硫酸銅溶液也能對(duì)H2O2的分解起催化作用。對(duì)此，他們進(jìn)行了有關(guān)探究。

（提出問題）CuSO4溶液是混合物，是其中哪一種成分起到了催化作用呢？

（查閱資料）①稀硫酸中主要含有H2O、H+、SO42三種微粒。

②CuSO4溶液中主要含有H2O、Cu2+、SO42三種微粒。

（作出猜想）根據(jù)以上信息，同學(xué)們作出了如下三個(gè)猜想：

Ⅰ：SO42催化分解H2O2 Ⅱ：Cu2+催化分解H2O2 Ⅲ：H2O催化分解H2O2

（1）其中，明顯不合理的是_______（填序號(hào)），理由是_______。

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）

（2）為了驗(yàn)證自己的猜想，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)（所取H2O2溶液的濃度相同）：

操作	現(xiàn)象	結(jié)論
取5 mL H2O2溶液于試管中，滴入少量的稀硫酸，伸入帶火星的木條	_______	SO42對(duì)H2O2的分解不起催化作用
_______	產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃	_______

（實(shí)驗(yàn)拓展）

實(shí)驗(yàn)一：用圖甲裝置探究影響H2O2分解速率的因素，得到圖乙、圖丙所示曲線（在等溫條件下，產(chǎn)生氧氣體積與裝置內(nèi)壓強(qiáng)成正比，反應(yīng)放熱忽略不計(jì)）。

（3）寫出圖甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。

（4）圖乙是“0.1 g MnO2與不同體積的3% H2O2溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中可以看出_______。

（5）圖丙是用“8 mL濃度為3%的H2O2溶液與不同質(zhì)量的MnO2混合”時(shí)，所得到的曲線，通過該曲線可以得到的結(jié)論是_______。

實(shí)驗(yàn)二：用圖丁裝置探究氧氣的濃度對(duì)燃燒的影響。點(diǎn)燃蠟燭后立即塞緊橡皮塞，待蠟燭熄滅后，將滴管中的水全部滴入瓶中，鋁盒中的白磷燃燒。

（6）白磷燃燒的主要現(xiàn)象是_______。

（7）由“蠟燭熄滅，白磷燃燒”可得出的結(jié)論是_______。

（8）滴入水后白磷燃燒的原因是_______。

Answer 1

【答案】Ⅲ H2O2溶液中就含有H2O，但并未加快產(chǎn)生氣泡的速率 無明顯氣泡，帶火星木條未復(fù)燃 取5 mL H2O2溶液于試管中，滴入少量CuSO4溶液，伸入帶火星木條 Cu2+對(duì)H2O2的分解起催化作用（或猜想Ⅱ正確） 2H2O2 2H2O + O2↑（催化劑可寫為“MnO2”） 過氧化氫用量越多，產(chǎn)生氧氣越多（或其它合理答案） MnO2的質(zhì)量越大，產(chǎn)生氧氣的速率越快（或其它合理答案） 產(chǎn)生白煙，放出熱量 蠟燭燃燒所需氧氣濃度比白磷燃燒所需氧氣濃度要高（或蠟燭熄滅后，集氣瓶中仍有氧氣） 生石灰與水反應(yīng)放熱，使溫度達(dá)到了白磷著火點(diǎn)

【解析】

（1）猜想Ⅲ不可能的原因是H2O2中本來就有水，但沒有加快產(chǎn)生氣泡；

（2）滴入稀硫酸的目的是提供氯離子，結(jié)果木條沒復(fù)燃，說明不是SO42起的催化作用；在排除了SO42、H2O的干擾后，顯然是Cu2+的作用，通過模仿實(shí)驗(yàn)一的方案設(shè)計(jì)可以選出加入的物質(zhì)是CuSO4溶液，能夠提供銅離子，進(jìn)一步驗(yàn)證是Cu2+起的催化作用；

（3）裝置甲中過氧化氫在二氧化錳的催化作用下反應(yīng)生成水和氧氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H2O2 2H2O + O2↑；

（4）圖1乙是“0.1gMnO2與不同體積的3%H2O2溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中可以看出過氧化氫溶液越多，產(chǎn)生氧氣越多；

（5）圖丙是用“8mL濃度為3%的H2O2溶液與不同質(zhì)量的MnO2混合”時(shí)，所得到的曲線，通過該曲線可知，在過氧化氫溶液的質(zhì)量與濃度相同的條件下，二氧化錳的質(zhì)量越大，生成氧氣的速率越快；

（6）白磷燃燒，放出熱量的同時(shí)產(chǎn)生了白煙；

（7）蠟燭熄滅后，白磷仍然能夠在集氣瓶中燃燒，說明蠟燭熄滅后，集氣瓶中仍然含有氧氣；

（8）在該實(shí)驗(yàn)中，生石灰的主要作用是：生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱，溫度達(dá)到了白磷的著火點(diǎn)，引燃白磷。