Question

20．某研究小组对影响过氧化氢分解反应速率的某些因素进行实验探究．在一次实验中，研究小组的同学不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5% H₂O₂溶液的试管中，立即有大量的气泡产生．硫酸铜溶液中含有三种粒子（H₂O、SO₄^2-、Cu²⁺），小组的同学想知道硫酸铜溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快．一起通过如图所示的三个实验完成这次探究活动，并回答问题：

（1）你认为最不可能的是水分子，理由是双氧水是水溶液，总是含水，所以水不是催化剂．
（2）要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率，还需要进行的实验是乙和丙．在实验乙中加入稀硫酸后，无明显变化，证明SO₄^2-或硫酸根离子不起作用；在实验丙中加入CuCl₂（或氯化铜）或Cu（NO₃）₂（或硝酸铜）后，会观察到大量的气泡，证明起催化作用的是Cu²⁺或铜离子．
（3）如果要确定硫酸铜是催化剂，实验小组的同学还需通过实验确认它在化学反应前后化学性质和质量都没有改变．

Answer 1

分析 （1）根据双氧水是水溶液，一定含有水回答．
（2）根据稀硫酸能电离出硫酸根离子，但在实验乙中加入稀硫酸后，无明显变化判断硫酸根离子是否有催化作用；氯化铜或硝酸铜都能电离出铜离子，来判断铜离子是否有催化作用．
（3）根据催化剂的定义和特点回答．

解答 解：（1）双氧水是水溶液，一定含有水，本身分解速率慢，所以水分子不会是催化剂．
（2）稀硫酸能电离出硫酸根离子，但在实验乙中加入稀硫酸后，无明显变化，说明硫酸根离子不起催化作用；硫酸铜溶液中还有铜离子，可加入含有铜离子的其它物质来看铜离子是否有催化作用，加入氯化铜或硝酸铜溶液后，观察到大量的气泡，证明起催化作用的是铜离子．
（3）催化剂的特点是“一变，两不变”，即反应速率变，质量和化学性质不变，要证明物质是催化剂，必须同时验证这三点，前面已证明硫酸铜能改变化学反应速率，还要证明反应前后它的化学性质和质量都没有改变．
故答案为：（1）水分子；双氧水是水溶液，总是含水，所以水不是催化剂；（2）SO₄^2-或硫酸根离子；CuCl₂（或氯化铜）或Cu（NO₃）₂（或硝酸铜）；Cu²⁺或铜离子；（3）化学性质和质量都没有改变．

点评 催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重点和热点，主要考查对催化剂、催化作用概念的理解，对催化效率影响因素的探究等．