Question

9．小雨阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
查阅资料：氯酸钾、氯化钾等固体可以溶解于水，二氧化锰、氧化铜等固体不溶于水．
【设计实验】小雨以生成100毫升的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）．

实验序号	氯酸钾质量	其它物质质量	待测数据
①	1.5g
②	1.5g	CuO   0.5g
③	1.5g	MnO2  0.5g

（1）上述实验应测量的“待测数据”是收集100毫升的氧气所用的时间；
（2）若实验②比实验①的“待测数据”更小（填“大”或“小”），说明 氧化铜能加快氯酸钾的分解速率．
（3）将实验②反应后的固体进行加水溶解、过滤（填操作名称）、洗涤干燥、称量等步骤后，得到黑色粉末0.5g．
（4）将步骤（3）得到的黑色粉末放入另一试管中，向试管中倒入适量的双氧水（重复多次此实验），观察到试管中均能迅速产生大量气泡．
试写出该反应的符号表达式H₂O₂$\stackrel{CuO}{→}$H₂O+O₂↑．
【预期结论】综合以上步骤（2）（3）（4）可得出氧化铜能作氯酸钾的催化剂．
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是对比氧化铜和二氧化锰的催化效果．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理及步骤分析解答；
（2）如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验②比实验①所用时间小；
（3）根据固液分离的方法及实验②反应后的固体只有氧化铜，分析解答；
（4）根据催化剂在化学反应前后化学性质不变分析；
【评价设计】实验③和实验②对比的目的是探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好．

解答 解：（1）本题的实验目的证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，所以“待测数据”是收集等量氧气所需时间．
（2）如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验②比实验①所用时间小．
（3）要想得到反应后的固体并对比反应前后的质量变化，步骤为：溶解、过滤、洗涤、干燥、称量；
（4）实验②反应后的固体只有氧化铜，而且正好是加入的氧化铜的量，我们可以向试管中倒入适量的双氧水，观察到大量气泡．说明氧化铜的化学性质不变，其符号表达式为：H₂O₂$\stackrel{CuO}{→}$ H₂O+O₂↑．
【评价设计】实验③和实验②对比的目的是探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好．
故答案为：（1）收集100毫升的氧气所用的时间；
（2）小
（3）过滤
（4）H₂O₂$\stackrel{CuO}{→}$ H₂O+O₂↑
（5）对比氧化铜和二氧化锰的催化效果

点评 催化剂只是改变反应的速率，对反应的生成物及生成物的量都没有影响，本身的质量不变．抓住催化剂的质量反应前后不变和能加快其他物质的化学反应速率这两个性质探究．