某兴趣小组对氯酸钾分解反应制取氧气的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,相同的装置完成表中实验:
(1)设置实验1的目的是_____ ;
(2)Fe2O3铁元素(Fe)的化合价为_____ ;
(3)由实验1和实验4可知,氯化钾_____ (填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50mL氧气,所需时间明显少于171s,解释原因:_____ 。
(4)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mL氧气所需时间外,还可以测量相同时间内_____ 。
(5)有同学在实验室中用高锰酸钾制取氧气时,发现收集到的氧气产量远远大于理论产量,提出如下猜想
猜想一:可能是锰酸钾在加热时会产生氧气;
猜想二:可能是_____ 在加热时会产生氧气;
请你设计实验证明猜想一正确(写出实验步骤和实验现象)。
实验步骤:_____ ;
实验现象:_____ 。
编号 | 氯酸钾质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50mL氧气所需时间/s |
实验1 | 5 | - | - | 171 |
实验2 | 5 | MnO2 | 0.5 | 49 |
实验3 | 5 | Fe2O3 | 0.5 | 58 |
实验4 | 5 | KCl | 0.5 | 154 |
(1)设置实验1的目的是
(2)Fe2O3铁元素(Fe)的化合价为
(3)由实验1和实验4可知,氯化钾
(4)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mL氧气所需时间外,还可以测量相同时间内
(5)有同学在实验室中用高锰酸钾制取氧气时,发现收集到的氧气产量远远大于理论产量,提出如下猜想
猜想一:可能是锰酸钾在加热时会产生氧气;
猜想二:可能是
请你设计实验证明猜想一正确(写出实验步骤和实验现象)。
实验步骤:
实验现象:
更新时间:2020-12-23 08:36:27
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【推荐1】学习了二氧化锰对过氧化氢分解制取氧气有催化作用的知识后,某同学想CuO能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢?于是进行了以下探究:
【猜想】
A. CuO不是催化剂,也不参加反应,反应前后质量和化学性质都不变
B. CuO参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质都发生改变
C. CuO是这个反应的催化剂,反应前后____________
【实验】步骤1:用试管取少量过氧化氢溶液,将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
步骤2:用天平称量0.2gCuO,倒入上述试管中,迅速将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
步骤3:待步骤2试管中不再产生气泡,过滤将试管中的固体和液体分离开来,将得到的固体烘干,称量固体的质量。
步骤4:将步骤3得到的固体再加入到过氧化氢溶液中迅速将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
填写下表
(2)步骤1的目的是_______________
(3)步骤3的目的是___________
【猜想】
A. CuO不是催化剂,也不参加反应,反应前后质量和化学性质都不变
B. CuO参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质都发生改变
C. CuO是这个反应的催化剂,反应前后
【实验】步骤1:用试管取少量过氧化氢溶液,将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
步骤2:用天平称量0.2gCuO,倒入上述试管中,迅速将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
步骤3:待步骤2试管中不再产生气泡,过滤将试管中的固体和液体分离开来,将得到的固体烘干,称量固体的质量。
步骤4:将步骤3得到的固体再加入到过氧化氢溶液中迅速将带火星的木条伸入试管中,观察现象。
填写下表
步骤2的现象 | 步骤3的结果 | 步骤4的现象 | 结论 |
产生大量气泡 | 固体的质量为 | 猜想A.B不成立,猜想C成立 |
(2)步骤1的目的是
(3)步骤3的目的是
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解题方法
【推荐2】在老师的指导下,同学们进行了有趣的化学实验探究:
(1)测定空气中氧气含量
如图所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法。过程是:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/0860c878-0cf7-4941-a000-62ca42e2b946.png?resizew=137)
第1步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第2步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第3步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5.请回答下列问题:
①第2步化学方程式_____ 。
②实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,其原因可能是_____
A.集气瓶底部水占了一部分体积
B.红磷过少
C.没有完全冷却就打开了止水夹并计数
D.漏气
③小博同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图所示),小博在正式开始实验前,夹紧弹簧夹,将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是_____ ,你认为改进后的优点是_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/2b5e076f-f45c-4850-964f-4baae6929a48.png?resizew=138)
(2)小余阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰(MnO2)还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
(提出问题)氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
(设计实验)小余以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)
上述实验应测量的“待测数据”是_____ 。
②若实验②比实验①的“待测数据”_____ (填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解。
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥,再次精确称量得到0.5g黑色粉末,这样做的目的是_____ ,小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂,但小淳同学对此提出了异议,小淳同学设计了如下实验:将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中,加热,伸入带火星木条,发现木条很快复燃。小淳同学这样做目的是_____ ,
(预期结论)氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。
(评价设计)你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是_____ ;写出实验②反应的表达式_____
(3)有趣的改进实验
利用如图装置进行“硫燃烧”的实验:用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,移去酒精灯,可观察到微弱的淡蓝色火焰;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到_____ 火焰。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/1a8971db-ca39-4b6c-b135-7f92a88c3381.png?resizew=383)
写出实验中硫磺燃烧的化学方程式:_____ 。该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于_____ 。你推断烧杯中的氢氧化钠溶液的作用是_____ 。
(1)测定空气中氧气含量
如图所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法。过程是:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/0860c878-0cf7-4941-a000-62ca42e2b946.png?resizew=137)
第1步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第2步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第3步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5.请回答下列问题:
①第2步化学方程式
②实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,其原因可能是
A.集气瓶底部水占了一部分体积
B.红磷过少
C.没有完全冷却就打开了止水夹并计数
D.漏气
③小博同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图所示),小博在正式开始实验前,夹紧弹簧夹,将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20mL刻度处。该操作的主要目的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/2b5e076f-f45c-4850-964f-4baae6929a48.png?resizew=138)
(2)小余阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰(MnO2)还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
(提出问题)氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
(设计实验)小余以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)
实验序号 | 氯酸钾质量 | 其他物质质量 | 待测数据 |
① | 1.2g | / | |
② | 1.2g | CuO0.5g | |
③ | 1.2g | MnO20.5g |
②若实验②比实验①的“待测数据”
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥,再次精确称量得到0.5g黑色粉末,这样做的目的是
(预期结论)氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。
(评价设计)你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是
(3)有趣的改进实验
利用如图装置进行“硫燃烧”的实验:用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,移去酒精灯,可观察到微弱的淡蓝色火焰;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到
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写出实验中硫磺燃烧的化学方程式:
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名校
解题方法
【推荐3】为了比较MnO2和水泥块的催化效果,常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中,分别加入相同质量的MnO2和水泥块,测量分别生成相同体积的O2所需的时间。
(实验记录)
(1)实验2中双氧水的浓度应为________ 。
(2)【结论】该探究过程得出的结论是加入________ (填“MnO2"或“水泥块”)反应速率更快。
(3)【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的________ 是否改变。
(实验记录)
实验编号 | 1 | 2 |
反应物 | 5%的H2O2溶液 | _____的H2O2溶液 |
催化剂 | 1g水泥块 | 1gMnO2 |
时间 | 165秒 | 46秒 |
(1)实验2中双氧水的浓度应为
(2)【结论】该探究过程得出的结论是加入
(3)【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的
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科学探究题
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解题方法
【推荐1】某化学兴趣小组进行了“寻找新的催化剂”的如下研究性实验。
【提出问题】
二氧化锰常用作氯酸钾和过氧化氢分解的催化剂,其它物质是否也可以用作该反应的催化剂呢?
(1)【查阅资料】
研究表明,许多物质对氯酸钾的分解有催化作用,分别用它们作催化剂,氯酸钾开始发生反应和反应剧烈时的温度如表所示:
通过分析资料中的数据,实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的物质是___________ 。写出该反应的符号表达式:___________ 。
(2)【实验探究】
①将3g氯酸钾放在试管中加热。
②将3g氯酸钾与1g二氧化锰混合均匀后加热。
③将xg氯酸钾与1g氧化铜混合均匀后加热。
④将实验③反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、___________ 、称量,结果为1g。
⑤将实验④后得到1g固体和xg氯酸钾混合均匀后加热,现象与实验③相同。
(3)【分析实验】
a实验③中x的值应为___________ 。
b通过实验④可以得出的结论是___________ 。
c通过实验⑤可以得出的结论是___________ 。
d实验②③对比的目的是___________ 。
【实验结论】氧化铜确实也能做氯酸钾分解的催化剂。
【提出问题】
二氧化锰常用作氯酸钾和过氧化氢分解的催化剂,其它物质是否也可以用作该反应的催化剂呢?
(1)【查阅资料】
研究表明,许多物质对氯酸钾的分解有催化作用,分别用它们作催化剂,氯酸钾开始发生反应和反应剧烈时的温度如表所示:
氧化铁 | 氧化铝 | 氧化铜 | 氧化镁 | |
开始反应 | 420℃ | 515℃ | 305℃ | 490℃ |
剧烈反应 | 490℃ | 540℃ | 350℃ | 545℃ |
(2)【实验探究】
①将3g氯酸钾放在试管中加热。
②将3g氯酸钾与1g二氧化锰混合均匀后加热。
③将xg氯酸钾与1g氧化铜混合均匀后加热。
④将实验③反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、
⑤将实验④后得到1g固体和xg氯酸钾混合均匀后加热,现象与实验③相同。
(3)【分析实验】
a实验③中x的值应为
b通过实验④可以得出的结论是
c通过实验⑤可以得出的结论是
d实验②③对比的目的是
【实验结论】氧化铜确实也能做氯酸钾分解的催化剂。
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科学探究题
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较易
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解题方法
【推荐2】某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下完成表中实验:
(1)设计实验1的目的是______ 。
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是______ 。
(3)由实验1和实验4可知,氯化钾______ (填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50mL氧气,所需时间明显少于171s,解释原因:______ 。
(4)实验小组同学利用数字化实验研究氯酸钾分解过程如图1所示,传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图如图2所示。(夹持装置略)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/31/7f42d8cc-4aac-4184-b2f5-8764dfabed14.png?resizew=418)
由图2可知,氯酸钾分解温度_______ (填“高于”“等于”或“低于”)其熔点(356℃)。
编号 | 氯酸钾质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50mL氧气所需时间/s |
编号1 | 5 | — | — | 171 |
编号2 | 5 | 二氧化锰 | 0.5 | 49 |
编号3 | 5 | 氧化铁 | 0.5 | 58 |
编号4 | 5 | 氯化钾 | 0.5 | 154 |
(1)设计实验1的目的是
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是
(3)由实验1和实验4可知,氯化钾
(4)实验小组同学利用数字化实验研究氯酸钾分解过程如图1所示,传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图如图2所示。(夹持装置略)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/31/7f42d8cc-4aac-4184-b2f5-8764dfabed14.png?resizew=418)
由图2可知,氯酸钾分解温度
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【推荐3】为了探究二氧化锰是否对氯酸钾的分解起了催化作用,经查阅资料得知:氯酸钾的熔点为356℃,加热到400℃可观察到缓慢放出气泡。实验仪器如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/25/8ba4c4fb-f068-493c-8cd5-f42877fa2417.png?resizew=426)
①实验设计如下,请你补充完成实验报告。
②该实验方法称为_____ ,第二步实验中,某同学选用装置乙加热,你认为是否正确?理由是_____ 。
③写出第三步实验中发生的化学反应方程式_____ ,此反应的类型是_____ ,其中氧气是由_____ 构成,氯化钾是由_____ 构成(填“分子”或“原子”或“离子”),二氧化锰的颜色是_____ 。
④图“丙”中除导管外,另两个玻璃仪器的名称为_____ 、_____ ;若用装置“丁”收集氧气,则导出气体的导管口是_____ (填写编号“a”或“b”)。
⑤实验室制取氧气还可用双氧水作为原料,比较用氯酸钾为原料的制取方法,用双氧水作原料的方案突出的优点是_____ (填写选项编号)
A 不需要加热,操作简单
B 通过分液漏斗加液,有利于连续操作
C 节约药品
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/25/8ba4c4fb-f068-493c-8cd5-f42877fa2417.png?resizew=426)
①实验设计如下,请你补充完成实验报告。
实验步骤 | 加热时间(分钟) | 实验现象 |
1.将二氧化锰单独放入试管中加热,将带火星的木条放在试管口 | 10 | 木条无变化 |
2.将氯酸钾单独放入试管中加热,将带火星的木条放在试管口 | 5 | 木条复燃 |
3.将 | 1 | 木条复燃 |
③写出第三步实验中发生的化学反应方程式
④图“丙”中除导管外,另两个玻璃仪器的名称为
⑤实验室制取氧气还可用双氧水作为原料,比较用氯酸钾为原料的制取方法,用双氧水作原料的方案突出的优点是
A 不需要加热,操作简单
B 通过分液漏斗加液,有利于连续操作
C 节约药品
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【推荐1】某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈,他联想到探究铁生锈条件的实验,决定采用控制变量法探究铜生锈的原因,请你一起探究。
【提出问题】铜生锈的原因是什么?
【查阅资料】①铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,俗称铜绿。
②氢氧化钠溶液可以吸收除去二氧化碳
【猜想与假设】根据查阅的资料猜测:铜生锈是铜与空气中的氧气、水和_________ 共同作用的结果。
【设计与实验】他仿照探究铁生锈条件的实验,设计并进行了如下四个实验(说明:实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜片已打磨干净)。
在上述实验三中,控制的因素是_________ 。
【实验结论】他的猜想正确。
写出铜生成铜绿的化学方程式_________ 。
【反思与提高】
(1)生活中你会发现厨房中的铁锅与水接触的部分最容易生锈,切开的苹果不久后变成咖啡色,好像生了“锈”,这些物质“生锈”除了与水有关外都与_________ (填物质名称)有关:
(2)请你提出一条防止金属锈蚀的具体措施_________ 。
【提出问题】铜生锈的原因是什么?
【查阅资料】①铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,俗称铜绿。
②氢氧化钠溶液可以吸收除去二氧化碳
【猜想与假设】根据查阅的资料猜测:铜生锈是铜与空气中的氧气、水和
【设计与实验】他仿照探究铁生锈条件的实验,设计并进行了如下四个实验(说明:实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜片已打磨干净)。
实验编号 | 一 | 二 |
实验装置 | ![]() | ![]() |
实验现象 | 铜片不生锈 | 铜片不生锈 |
实验编号 | 三 | 四 |
实验装置 | ![]() | ![]() |
实验现象 | 铜片不生锈 | 铜片生锈 |
【实验结论】他的猜想正确。
写出铜生成铜绿的化学方程式
【反思与提高】
(1)生活中你会发现厨房中的铁锅与水接触的部分最容易生锈,切开的苹果不久后变成咖啡色,好像生了“锈”,这些物质“生锈”除了与水有关外都与
(2)请你提出一条防止金属锈蚀的具体措施
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解题方法
【推荐2】某化学小组对可燃物燃烧需要哪些条件产生了兴趣,于是进行了以下相关探究活动:
【查阅资料】同学们查阅了资料:白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃,它们燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3)。
【探究实验】同学们设计了如图所示的实验A和B。
【解释与结论】实验A中能观察到铜片上的实验现象为_____ 燃烧,产生_____ 火焰,放热,_____ ,暗红色固体_____ 。
根据上述现象甲同学得出可燃物燃烧的条件之一是可燃物要与氧气接触。乙同学不同意甲同学的说法,那么乙同学的结论应该是_____ 。
【表达与交流】与A装置相比,B装置一个显著的优点是_____ ,A、B两个实验所用的探究方法均为_____ 。
【归纳与总结】最后同学们结合上述实验讨论得出了可燃物燃烧需要的条件是_____ 。
【查阅资料】同学们查阅了资料:白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃,它们燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,可能与空气中水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3)。
【探究实验】同学们设计了如图所示的实验A和B。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/298f2db0-237a-412e-9d40-4e4ef6417f7a.png?resizew=450)
【解释与结论】实验A中能观察到铜片上的实验现象为
根据上述现象甲同学得出可燃物燃烧的条件之一是可燃物要与氧气接触。乙同学不同意甲同学的说法,那么乙同学的结论应该是
【表达与交流】与A装置相比,B装置一个显著的优点是
【归纳与总结】最后同学们结合上述实验讨论得出了可燃物燃烧需要的条件是
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【推荐3】某学习小组的同学对过氧化氢分解反应进行了探究。
Ⅰ.【探究一】过氧化氢分解反应中二氧化锰的作用分别取5mLH2O2溶液进行实验,测定产生4mLO2所需时间。实验结果记录如下:
(1)对比①②可知:其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1___ t2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)能说明二氧化锰能加速过氧化氢分解的是实验__ (填实验序号)。
【交流讨论】MnO2属于氧化物,其他类似的氧化物能否起到和MnO2一样的催化作用?
Ⅱ.【探究二】探究CuO是否对过氧化氢分解起催化作用
【得出结论】过氧化氢分解快慢受温度、催化剂等因素影响。
Ⅰ.【探究一】过氧化氢分解反应中二氧化锰的作用分别取5mLH2O2溶液进行实验,测定产生4mLO2所需时间。实验结果记录如下:
序号 | 温度/℃ | MnO2/g | 反应时间/s |
① | 35 | 0 | t1 |
② | 55 | 0 | t2 |
③ | 20 | 0.1 | 1 |
(1)对比①②可知:其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1
(2)能说明二氧化锰能加速过氧化氢分解的是实验
【交流讨论】MnO2属于氧化物,其他类似的氧化物能否起到和MnO2一样的催化作用?
Ⅱ.【探究二】探究CuO是否对过氧化氢分解起催化作用
操作步骤 | 实验情况记录 | 结论 | |
① | ![]() | A试管上方带火星的木条未复燃 B试管上方带火星的木条复燃 | CuO |
② | 将B试管中的混合物过滤,把滤渣烘干, | 固体质量0.2g | CuO质量未变 |
③ | ![]() | C试管上方带火星的木条 D实验中黑色的氧化铜变 | CuO可作过氧化氢分解的催化剂 |
【得出结论】过氧化氢分解快慢受温度、催化剂等因素影响。
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