Question

7．查閱資料發(fā)現(xiàn)，硫酸銅溶液是過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的催化劑．為了驗(yàn)證該信息并進(jìn)一步探究硫酸銅溶液中起催化作用的粒子，小明進(jìn)行了如下分析及實(shí)驗(yàn)．
（1）驗(yàn)證硫酸銅溶液是過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的催化劑：除要確定硫酸銅溶液能加快過(guò)氧化氫的分解外，還需要驗(yàn)證在化學(xué)反應(yīng)前后硫酸銅溶液的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變．
（2）探究硫酸銅溶液中起催化作用的粒子的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：
硫酸銅溶液中有三種粒子，其中的SO₄^2-、Cu²⁺（填寫粒子的符號(hào)）都可能起催化作用．
步驟一：在甲、乙兩支試管中各加入5ml 5%過(guò)氧化氫溶液；
步驟二：分別加入等量的稀硫酸和硫酸銅溶液比較反應(yīng)速度；
步驟三：通過(guò)觀察產(chǎn)生氣泡的快慢得出結(jié)論．
（3）工業(yè)上可用洗凈的廢銅屑作原料來(lái)制備硫酸銅．現(xiàn)有如下兩種方法：
  ①Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；②Cu$→_{△}^{空氣}$CuO$\stackrel{稀硫酸}{→}$CuSO₄．
小明認(rèn)為方法②比方法①要好，請(qǐng)簡(jiǎn)述理由方法②無(wú)有害氣體生成．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)催化劑的定義和特點(diǎn)回答；
（2）硫酸銅溶液中有三種粒子，根據(jù)雙氧水是水溶液回答；并通過(guò)控制變量，比較實(shí)驗(yàn)到底是那種離子其催化作用；
（3）根據(jù)綠色化學(xué)的思想回答．

解答 解：（1）催化劑的特點(diǎn)是“一變，兩不變”，即反應(yīng)速率變，質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，要證明物質(zhì)是催化劑，必須同時(shí)驗(yàn)證這三點(diǎn)，前面已證明硫酸銅能改變化學(xué)反應(yīng)速率，還要證明反應(yīng)前后它的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒(méi)有改變；
（2）雙氧水是水溶液，一定含有水，本身分解速率慢，所以水分子不會(huì)是催化劑，所以銅離子和硫酸根離子都有可能其催化作用；
此時(shí)可以取等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化氫溶液分別加入等量的稀硫酸和硫酸銅溶液通過(guò)比較反應(yīng)速度，來(lái)判斷．
稀硫酸能電離出硫酸根離子，但在實(shí)驗(yàn)②中加入稀硫酸后，無(wú)明顯變化，說(shuō)明硫酸根離子不起催化作用；硫酸銅溶液中還有銅離子，可加入含有銅離子的其它物質(zhì)來(lái)看銅離子是否有催化作用，加入氯化銅或硝酸銅溶液后，觀察到大量的氣泡，證明起催化作用的是銅離子；
（3）方法②無(wú)有害氣體生成，符合“綠色化學(xué)”的思想．
故答案為：
（1）化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量；（2）SO₄^2-、Cu²⁺；分別加入等量的稀硫酸和硫酸銅溶液比較反應(yīng)速度；（3）方法②無(wú)有害氣體生成

點(diǎn)評(píng) 催化劑、催化作用是初中重要基本概念之一，是考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要考查對(duì)催化劑、催化作用概念的理解，對(duì)催化效率影響因素的探究等．