11. 思想方法 对比法（2025·无锡月考）某化学兴趣小组对“氧化铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了如下探究：
【实验探究】
(1)

【交流反思】
(2)实验过程中加入两支试管中的过氧化氢溶液应满足的要求除了体积和温度相同之外，还要保证相同。
(3)小明同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“结论”，他补充设计了以下两个探究实验。
化学九年级上（人教版）
实验一：称量反应后的固体质量，并与反应前的称量数据作比较，其目的是证明。
实验二：另取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，再向其中加入实验②反应后的固体剩余物，其余操作同实验②，其目的是证明；小明在进行实验时，发现试管内有许多水雾，由此推断过氧化氢分解是（填“吸热”或“放热”）反应。
【实验拓展】
小红用二氧化锰、氧化铜两种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，探究分解过氧化氢溶液制取氧气的适宜催化剂。
实验操作：取30粒含二氧化锰的海藻酸钠微球，采用图1装置进行实验。然后改用等量含另一种催化剂的海藻酸钠微球，重复上述实验，得到图2的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。


(4)用含二氧化锰的海藻酸钠微球进行实验，60 s时压强瞬间回落，其原因是。
(5)从实验曲线看，催化效果较好、反应比较温和的催化剂是。
学霸 026

11.(1)①反应较慢 ②有大量气泡产生,且木条复燃 (2)过氧化氢溶液浓度 (3)反应前后氧化铜的质量不变 反应前后氧化铜的化学性质不变 放热 (4)产生气体的速率过快,导致气压过大,橡皮塞被弹出 (5)氧化铜
解析:(1)①有少量气泡产生,且木条不复燃,则说明过氧化氢能分解,但反应较慢;②氧化铜能加快过氧化氢的分解速率,则现象应为有大量气泡产生,且带火星的木条复燃。(2)对比实验中,要控制变量,则除了体积和温度相同外,过氧化氢溶液的浓度也应相同。(3)实验一:对比反应前后固体质量,目的是证明反应前后氧化铜的质量是否改变。实验二:催化剂是指能改变反应速率,且反应前后质量和化学性质不变的物质,把使用过的固体剩余物中再次加入过氧化氢溶液,目的是证明反应前后氧化铜的化学性质不变;实验过程中,试管内有许多水雾,则说明过氧化氢分解是放热反应。(4)由图2可知,二氧化锰的压强增速较快,说明二氧化锰的催化速率快,产生氧气的速率快,使压强迅速增大,导致橡皮塞被弹出,从而使压强瞬间回落。(5)从实验曲线来看,二氧化锰的催化速率太快,容易使橡皮塞弹出,故催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铜。

【分析】
本题是探究氧化铜能否作为过氧化氢分解的催化剂，需结合催化剂“改变反应速率，反应前后质量和化学性质不变”的定义，运用对比实验的控制变量法分析实验设计，结合实验现象、实验操作目的及曲线变化规律解答各问题。解题时需明确对比实验的变量控制要求，紧扣催化剂的核心特征，同时结合曲线中压强变化与反应速率的关系分析异常现象和催化剂的优劣。
【解析】
(1) ①常温下过氧化氢分解速率缓慢，因此加入二氧化锰的试管中反应较慢，现象为有少量气泡产生，带火星的木条不复燃；②加入氧化铜后，过氧化氢分解速率加快，产生大量氧气，因此现象为有大量气泡产生，带火星的木条复燃。
(2) 对比实验需遵循控制变量原则，除体积、温度外，过氧化氢溶液的浓度也应相同，确保只有催化剂这一个变量影响实验结果。
(3) 实验一称量反应前后固体质量，目的是验证反应前后氧化铜的质量是否改变；实验二将反应后的固体剩余物再次加入过氧化氢溶液，目的是验证反应前后氧化铜的化学性质是否改变；试管内出现水雾，说明反应放出热量，使水蒸发形成水雾，因此过氧化氢分解是放热反应。
(4) 二氧化锰催化过氧化氢分解的速率快，短时间内产生大量氧气，导致锥形瓶内气压迅速增大，橡皮塞被弹出，因此60s时压强瞬间回落。
(5) 从曲线可知，氧化铜对应的压强变化更平缓，反应速率适中，催化效果较好且反应温和，因此适宜的催化剂是氧化铜。
【答案】
(1)①反应较慢 ②有大量气泡产生,且木条复燃 (2)过氧化氢溶液浓度 (3)反应前后氧化铜的质量不变 反应前后氧化铜的化学性质不变 放热 (4)产生气体的速率过快,导致气压过大,橡皮塞被弹出 (5)氧化铜
【知识点】
催化剂的性质、对比实验法
【点评】
本题围绕催化剂的探究展开，考查催化剂的定义及实验探究的控制变量法，是九年级化学的经典探究题型，需准确理解催化剂“一变两不变”的核心要素，结合实验设计意图和曲线变化分析作答。
【难度系数】
0.6