Question

13．实验室里可用二氧化锰催化分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾或加热高锰酸钾制取氧气．某化学兴趣小组对氧气的实验室制法进行了探究．
【探究之一】
某同学用如图所示装置制取氧气，则其反应原理是（用化学方程式表示）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【探究之二】
还有没有其它物质可以催化分解过氧化氢？
【查阅资料】
CuSO₄溶液、动物某些脏器中的过氧化氢酶等物质能催化过氧化氢的分解．
【问题思考】
（1）动物脏器中的过氧化氢酶是蛋白质（选填糖类、蛋白质、脂肪或维生素）．
（2）CuSO₄溶液主要含有三种粒子（H₂O、Cu²⁺、SO₄^2-），那CuSO₄溶液中究竟是哪种粒子能起催化作用呢？
（3）大家一致认为不可能是H₂O，理由是过氧化氢溶液的溶剂是水，若水是催化剂，过氧化氢早已分解完毕了，所以H₂O不是催化剂．
【实验验证】
为进一步验证另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如表实验，完成了这次探究活动．

实验步骤	实验现象	结论
a、取一支试管加入5ml 5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴稀硫酸溶液	溶液几乎没有气泡放出	实验证明，起催化作用的是铜离子．
b、另取一支试管加入5ml5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴CuSO4（或硫酸铜）溶液．	溶液中有大量气泡放出

【实验反思】
如果要确定CuSO₄是催化剂，还必须通过实验确定它在化学反应前后化学性质和质量都没有发生改变．

Answer 1

分析 如果用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热；如果用高锰酸钾或氯酸钾就需要加热．氧气不易溶于水，密度比空气的密度大，因此可以用排水法和向上排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净．酶属于蛋白质；小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H₂O不能起催化作用；滴稀硫酸无变化，证明了硫酸根离子不能做催化剂；滴硫酸铜时，有大量气泡放出，证明了起催化作用的是铜离子；催化剂是指能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质．

解答 解：【探究之一】过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，发生的化学反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【问题思考】（1）过氧化氢酶属于蛋白质；故填：蛋白质；
（3）认为最不可能的是H₂O，他的理由是：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H₂O不能起催化作用；故填：过氧化氢溶液的溶剂是水，若水是催化剂，过氧化氢早已分解完毕了，所以H₂O不是催化剂；
【实验验证】
滴稀硫酸无变化，证明了硫酸根离子不能做催化剂；滴硫酸铜时，有大量气泡放出，证明了起催化作用的是铜离子；故填：CuSO₄（或硫酸铜）；铜离子；
【实验反思】催化剂是指能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都不变的物质．故填：化学性质和质量都没有发生改变．

点评 本考点主要考查氧气的制取装置，同时也考查了催化剂的特点和化学方程式的书写，综合性比较强．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验探究题中．