Question

小明将家中清洗伤口用的消毒液——“双氧水”拿到学校的实验室，在老师的指导下和同学们一起做了如下实验。

【第一组实验】检验该双氧水是否失效。

⑴ 实验过程

①在试管中加入5 mL 的“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；

②用酒精灯给上述试管加热，液体中有气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；

③如右图装置进行操作，带火星的木条复燃，水槽中冰水所起的作用是                。

⑵ 实验结论：                    。

【第二组实验】探究：氧化铜（CuO）能否催化“双氧水”分解

[猜想]  Ⅰ. CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；

            Ⅱ. CuO参与反应产生O₂，反应前后质量和化学性质发生了改变；

            Ⅲ. CuO是反应的催化剂，反应前后                  。

     [实验]用天平称量0.2gCuO，取5mL的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：

⑶ 完成下表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
溶液中            ， 带火星的木条复燃。		溶液中有气泡放出，                 。	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立，猜想Ⅲ成立。

⑷ 步骤③结束后，用手接触试管底部，感觉烫手。说明“双氧水”分解的化学反应    （选填“放热”或“吸热”）。

⑸ 步骤④需用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗（带滤纸）、烧杯、    。

⑹ 操作④中需要将圆形滤纸折叠处理，下列图示中不该出现的情形是    _(填序号)．

  

⑺ 步骤⑦的目的                  

⑻ 过氧化氢能被CuO催化分解放出O₂的反应表达式为              。

【第三组实验】探究：不同种类催化剂能否改变“双氧水”分解出氧气的量

 [实验]分别选用二氧化锰与氧化铜，采用下图试剂与装置实验，测量所得氧气的体积

⑼ 检查该装置气密性的方法是连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，两边高度差     （填“变大”、“变小”或“不变”），说明气密性良好。

⑽ 使用冷水冷凝的目的是    _。反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，反应后读数前，还需要进行的操作是    。

⑾ 两次实验表明，使用不同催化剂在常温下测得量气管读数均为112.0mL(O₂的密度为1.43 g/L)，则实验中选用的量气管规格合适的是    （填字母序号）。

A. 100 mL    B.200 mL    C. 500 mL

⑿ [实验结论]：不同种类的催化剂        改变双氧水分解出氧气的量。

【拓展研究】查阅资料得知实验所取5mL 6%双氧水中含过氧化氢（H₂O₂）0.34 g。请计算说明过氧化氢中的氧元素是否全部转化为氧气。（请写出计算过程，4分）

 

Answer 1

【答案】

[第一组实验]（1）使氧气中的水蒸气冷凝（除去氧气中的水蒸气）

（2）双氧水没有失效

[第二组实验][猜想]  Ⅲ. 质量和化学性质不变

 ⑶ 完成下表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
有气泡冒出	仍为0.2 g （氧化铜质量不变）	使带火星木条复燃

⑷ 放热　⑸ 玻璃棒　⑹ D   ⑺ 检验氧化铜化学性质是否改变（或能否再催化过氧化氢分解）

⑻ H₂O₂  H₂O＋O₂

[第三组实验]

⑼ 不变　⑽ 使产生的氧气冷却到常温（除去氧气中的水蒸气）　移动水准瓶，使两边水面相平

⑾ B

⑿ [实验结论]：不能

[拓展研究]（请写出计算过程，4分）   计算出氧气质量0.16 g，1分；计算出过氧化氢中氧元素质量0.32 g，2分；判断，1分。其它，请酌情给分。

【解析】[第一组实验]

（1）③在加热时水会气化，可能干扰实验现象，所以冰水的作用是让水蒸气冷凝；

（2）根据第③步中带火星的木条复燃，可以得出该过氧化氢没有失效；

[第二组实验]（1）催化剂的质量和化学性质反应前后不变；

（3）根据实验结论猜想Ⅲ成立，说明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂，所以③中加入氧化铜后会迅速生成大量氧气，有气泡产生，催化剂能改变物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质不变，所以过滤后称量质量不变，且化学性质不变，仍能对过氧化氢溶液起到催化作用；

（4）用手接触试管底部，感觉烫手．说明“双氧水”分解放热；

（5）过滤用到的仪器有烧杯、铁架台、漏斗、玻璃棒；

（6）过滤时将圆形滤纸对折两次，所以D错误；

（7）已经验证了二氧化锰能加快改反应速率和质量不变，但还没有验证二氧化锰的化学性质在反应前后是否改变，所以步骤⑦的目的是检验氧化铜化学性质是否改变（或能否再催化过氧化氢分解）；

（8）过氧化氢在氧化铜的催化作用下生成氧气和水；

[第三组实验]

（9）从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，两边高度差不变，说明装置不漏气；

（10）双氧水分解放热，生成的水会汽化，若不除去，会使测量值偏大，所以冰水的作用是除去氧气中的水蒸气；实验时气体收集在量气管中．若要保证读取的气体体积没有误差，在反应后读数前要上下移动水准瓶使两边液面相平；

（11）为减小误差，所选择的量气管应与生成气体的体积相近；

[拓展研究]（12）根据（11）中所测数据均为112.0mL，可得出结论：不同种类的催化剂不能改变生成氧气的量；

5mL 6%双氧水中含过氧化氢（H₂O₂）0.34g，则含有氧元素的质量为：0.34g××100%=0.32g

设生成氧气的质量为x

2H₂O₂   2H₂O+O₂↑

68                       32

0.34g                    x

68:32=0.34g:x  解得 x= 0.16g

∴过氧化氢中的氧元素并未全部转化为氧气．