Question

6．某化學興趣小組用過氧化氫溶液（MnO₂作催化劑）制取干燥的氧氣，并用來測定10g某銅粉樣品（含雜質碳）中銅的質量分數，實驗裝置如圖所示．
（1）裝置B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣．
（2）裝置D中發生反應的化學方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．小剛同學認為通過稱量反應前后裝置D的質量，進行計算便可求出樣品中銅的質量分數．小婷同學認為小剛的方法有缺陷，原因是空氣中含有的二氧化碳會進入D中被氫氧化鈉溶液吸收，通過討論，認為如果要用小剛同學的方法準確求出銅的質量分數，則應該在裝置D之后連接一個裝有堿石灰的干燥管消除影響．
（3）實驗完畢，小聰同學誤將用剩的H₂O₂溶液和裝置C中的剩余固體儀器倒入燒杯中，發現有大量的氣泡產生，經檢驗確認產生的氣體是氧氣．小明和小紅兩位同學對此頗感興趣，進而展開了他們的探究之旅．
【提出問題】是粉末中的哪種物質加快了H₂O₂的分解速率？
【大膽猜想】猜想Ⅰ：剩余固體中的氧化劑加快了H₂O₂的分解速率；
猜想Ⅱ：剩余固體中的銅粉加快了H₂O₂的分解速率；
【實驗設計】

實驗操作	實驗現象	分析及結論
實驗一：將帶火星的木條伸入盛有5mL5%H2O2溶液的試管	帶火星的木條不能復燃	H2O2溶液常溫下產生氧氣的量很少，不足以使帶火星的木條復燃
實驗二：向盛有5mL5%H2O2溶液的試管中加入1g氧化銅固體，將一根帶火星的木條伸入試管	產生大量氣泡，帶火星的木條復燃	氧化銅能夠加快過氧化氫的分解速率
實驗三： 向盛有5mL5%H2O2溶液的試管中加入1g銅粉，將一根帶火星的木條伸入試管	帶火星的木條不能復燃	猜想Ⅱ不成立

【煩死拓展】同學們討論后認為，上述實驗還不能夠確切地說明氧化銅就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是不能確定反應前后氧化銅的質量和化學性質是否改變．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸具有吸水性，可以用作氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體的干燥劑；
（2）氫氧化鈉能夠吸收二氧化碳，能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
堿石灰能夠吸收二氧化碳和水蒸氣；
（3）過氧化氫分解生成水和氧氣，氧氣能使帶火星的木條復燃；
催化劑能夠改變化學反應的速率，而本身的質量和化學性質在反應前后不變．

解答 解：（1）裝置B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣．
故填：吸收水蒸氣．
（2）裝置D中，氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，發生反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
小婷同學認為小剛的方法有缺陷，原因是空氣中含有的二氧化碳會進入D中被氫氧化鈉溶液吸收；
如果要用小剛同學的方法準確求出銅的質量分數，則應該在裝置D之后連接一個裝有堿石灰的干燥管消除影響．
故填：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；空氣中含有的二氧化碳會進入D中被氫氧化鈉溶液吸收；D．
（3）【實驗設計】
實驗過程如下表所示：

實驗操作	實驗現象	分析及結論
實驗一：將帶火星的木條伸入盛有5mL5%H2O2溶液的試管	帶火星的木條不能復燃	H2O2溶液常溫下產生氧氣的量很少，不足以使帶火星的木條復燃
實驗二：向盛有5mL5%H2O2溶液的試管中加入1g氧化銅固體，將一根帶火星的木條伸入試管	產生大量氣泡，帶火星的木條復燃	氧化銅能夠加快過氧化氫的分解速率
實驗三：向盛有5mL5%H2O2溶液的試管中加入1g銅粉，將一根帶火星的木條伸入試管	帶火星的木條不能復燃	猜想Ⅱ不成立

【拓展】上述實驗還不能夠確切地說明氧化銅就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：不能確定反應前后氧化銅的質量和化學性質是否改變．
故填：不能確定反應前后氧化銅的質量和化學性質是否改變．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．