Question

科学探究是奇妙的过程．在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H₂O₂的溶液的试管中，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⁺），小明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．请你和小明一起通过下图所示的三个实验完成这次探究活动，并填写空白．

（1）你认为最不可能的是哪一种粒子，理由是______．
（2）检验实验①产生的气体的方法是______．
（3）要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率，还需要进行实验②和③：
在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化，证明______不起催化作用；
在实验③中加入______后，会观察到大量的气泡，证明起催化作用的是______．
（4）小明如果要确定硫酸铜是催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后______．

Answer

（1）根据双氧水是水溶液，一定含有水回答．
（2）根据氧气的助燃性和检验方法回答．
（3）根据稀硫酸能电离出硫酸根离子，但在实验②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．
（4）根据催化剂的定义和特点回答．
【解析】
（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）氧气有助燃性，检验氧气可用带火星的小木条，木条复燃，证明是氧气．
（3）稀硫酸能电离出硫酸根离子，但在实验②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．
（4）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）用带火星的木条伸入到试管①中，木条复燃，证明是氧气；（3）SO42-或硫酸根离子；
CuCl2（或氯化铜）或Cu（NO3）2（或硝酸铜）；Cu2+或铜离子；（4）化学性质和质量都没有改变．