Question

20．某興趣小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備氧氣的條件進(jìn)行如下探究．
【提出問題】①氧化銅是否也能做氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果好？
【查閱資料】研究表明，許多金屬氧化物對(duì)氯酸鉀的分解有催化作用．分別用下列金屬氧化物作催化劑，氯酸鉀開始發(fā)生分解反應(yīng)和反應(yīng)劇烈時(shí)的溫度如表所示：

種類 溫度/℃ 反應(yīng)程度	氧化鐵	氧化鋁	氧化銅	氧化鎂
開始反應(yīng)	420℃	515℃	305℃	490℃
劇烈反應(yīng)	490℃	540℃	350℃	545℃

實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣，如果不用二氧化錳作催化劑，最好選用的金屬氧化物是氧化銅．
【設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】
Ⅰ．將3.0g氯酸鉀放在試管中加熱
Ⅱ．將3.0g氯酸鉀與1.0g二氧化錳均勻混合加熱Ⅲ．將3.0g氯酸鉀與Xg氧化銅均勻混合加熱
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】
Ⅲ中X的值應(yīng)為1.0，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ比較可證明氧化銅能加快氯酸鉀分解的速率．                 現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相同．實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ對(duì)比的目的是比較二氧化錳與氧化銅的催化效果．     將實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，然后進(jìn)行稱量的目的是驗(yàn)證氧化銅的質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)前后是否改變，最后還要再將黑色粉末和氯酸鉀混合加熱，
【結(jié)論】氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;CuO\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
【實(shí)驗(yàn)反思】MnO₂的用量對(duì) H₂O₂分解反應(yīng)有何影響？
【設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】利用圖甲裝置探究“MnO₂的用量對(duì) H₂O₂分解反應(yīng)的影響”，實(shí)驗(yàn)中為3%H₂O₂溶液，裝置中產(chǎn)生氧氣的量可以用壓強(qiáng)傳感器測(cè)出（在等溫條件下，產(chǎn)生氧氣體積與裝置內(nèi)壓強(qiáng)成正比，反應(yīng)放熱忽略不計(jì)．）
【討論交流】圖乙是“0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中可以看出0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合，過氧化氫的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多，反應(yīng)速率差不多．圖丙是“不同質(zhì)量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中可以看出不同質(zhì)量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合，二氧化錳越多，反應(yīng)速度越快，產(chǎn)生的氧氣一樣多．

Answer 1

分析 催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
不同的催化劑，催化效果不一樣；
根據(jù)表中和圖中通過的數(shù)據(jù)，可以判斷相關(guān)方面的問題．

解答 解：【查閱資料】
實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣，如果不用二氧化錳作催化劑，最好選用的金屬氧化物是氧化銅，因?yàn)闉V液氧化銅作催化劑時(shí)，開始反應(yīng)的溫度和劇烈反應(yīng)的溫度都是最低的．
故填：氧化銅．
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】
為了進(jìn)行科學(xué)地對(duì)比，Ⅲ中X的值應(yīng)為1.0，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅲ比較可證明氧化銅能加快氯酸鉀分解的速率；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ和Ⅲ對(duì)比的目的是比較二氧化錳與氧化銅的催化效果；
將實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，然后進(jìn)行稱量的目的是驗(yàn)證氧化銅的質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)前后是否改變；
最后還要再將黑色粉末和氯酸鉀混合加熱，以檢驗(yàn)氧化銅的化學(xué)性質(zhì)是否改變．
故填：1.0；氧化銅能加快氯酸鉀分解的速率；比較二氧化錳與氧化銅的催化效果；過濾；驗(yàn)證氧化銅的質(zhì)量在化學(xué)反應(yīng)前后是否改變；氯酸鉀．
【結(jié)論】
氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，氯酸鉀在氧化銅的催化作用下受熱分解生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{\;CuO\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故填：2KClO₃$\frac{\underline{\;CuO\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
【討論交流】圖乙是“0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中可以看出0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合，過氧化氫的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多，反應(yīng)速率差不多；
圖丙是“不同質(zhì)量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從圖中可以看出不同質(zhì)量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合，二氧化錳越多，反應(yīng)速度越快，產(chǎn)生的氧氣一樣多．
故填：0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合，過氧化氫的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多，反應(yīng)速率差不多；不同質(zhì)量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合，二氧化錳越多，反應(yīng)速度越快，產(chǎn)生的氧氣一樣多．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．