小组同学查阅资料发现氧化铜(Cu0)也可作为过氧化氢分解的催化剂,于是设计了如图实验进行验证,请填写下表:
步骤①现象
步骤③现象
步骤⑥结果
实验结论
无明显现象
试管中有气泡产生,带火星的木条
氧化铜的质量为
氧化铜是过氧化氢分解的催化剂
小组同学以生成 100 m氧气为标准,设计了下列实验。
序号
5% H0,溶液的体积
催化剂
待测数据
①
200 mL
2g 氧化铜
a
②
2g 二氧化锰
b
表中的待测数据是若 a>b,可得到的结论是的催化效果较好
【查阅资料】氧化铜(CuO)为黑色固体,不溶于水。
【提出问题】氧化铜在过氧化氢溶液分解过程中是否具有催化作用,其效果是否比二氧化锰更好?
【设计实验】以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其他可能影响实验的因素均忽略)。
实验序号
过氧化氢溶液质量/g
其他物质质量/g
待测数据/s
10g
无
氧化铜0.3g
③
二氧化锰0.3g
氧化铜(填“能”或“不能”)作过氧化氢的催化剂。实验②反应的文字(符号)表达式为。
【假设】过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂有关。
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中分别加入相同质量的二氧化锰和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。
实验编号
1
2
反应物
6%H2O2
1gMnO2
1g红砖粉
时间
35s
152s
【结论】该探究过程得出的结论是
如图甲,实验前应先检查。用手捂住锥形瓶,若观察到,则说明该装置不漏气。如图乙,可通过观察来比较不同用量的二氧化锰的催化效果。
取25 mL 5%的过氧化氢溶液,分别将0.2 g、0.4 g、0.6 g、0.8 g二氧化锰装入锥形瓶中,塞紧橡胶塞,倾斜试管使试剂充分混合,测得装置内压强随时间的变化如图丙所示(产生氧气的体积用装置内压强表示,在等温条件下,产生氧气的体积与装置内压强成正比),由此可得出的结论是:相同质量的过氧化氢溶液中加入二氧化锰的质量越多,产生氧气的速率就越,但是产生氧气的总体积(填“增大”“减小”或“不变”)。
在过氧化氢分解过程中,二氧化锰的质量是否发生了变化?
猜想1:二氧化锰的质量不变;猜想2:二氧化锰的质量增加;猜想3:二氧化锰的质量减少。
你认为猜想(填“1”“2”或“3”)是正确的,请设计实验验证。
实验操作
实验现象及结论
实验步骤
实验现象
步骤①木条不复燃;
步骤②产生气泡,溶液变蓝色;
步骤③。
硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂,反应的化学方程式为。
根据上述实验中m1:m2=,证明反应前后铜离子没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。
(查阅资料)
a.过氧化铜(CuO2)为黄褐色固体
b.
步骤一:制备氢氧化铜
向盛有5mL溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液的试管中,滴加少量硫酸铜溶液,产生蓝色沉淀。
步骤二:氢氧化铜与过氧化氢混合
向蓝色沉淀中逐滴滴入溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液直至过量,发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀,随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀,产生气泡且越来越快,最终试管中得到黑色沉淀。
分析实验过程,请完成下列问题:
CuO2中氧元素的化合价为,请写出产生蓝色沉淀的化学方程式。为验证该气体是否为氧气,可以使用进行检验。
(作出猜想)
小组成员作出如下猜想:
猜想Ⅰ:Cu(OH)2作为催化剂加快H2O2分解产生O2;
猜想Ⅱ:CuO2作为催化剂加快H2O2分解产生O2;
猜想Ⅲ:(填化学式)作为催化剂加快H2O2分解产生O2。
①某同学立即否定猜想Ⅰ、Ⅱ,理由是。
②简述验证猜想Ⅲ正确的实验方案。
黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡的化学方程式为。
离子
加入量(mg•L-1)
分解率%
-
Al3+
1.0
Fe3+
15
④
Cu2+
0.1
86
⑤
Cr3+
96
请回答: