Question

實(shí)驗(yàn)室還可以用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制氧氣．反應(yīng)的文字表達(dá)式如下：氯酸鉀

二氧化錳

加熱

氯化鉀+氧氣
為探究二氧化錳在該反應(yīng)中所起的作用，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	觀察到的現(xiàn)象
（1）稱取5g氯酸鉀放在試管里稍稍加熱，將帶火星木條插入管口．繼續(xù)加熱幾分鐘至氯酸鉀熔化，再將帶火星木條插入．	稍加熱，帶火星木條無變化，幾分鐘熔化后帶火星木條復(fù)燃
（2）稱取5g氯酸鉀和2g二氧化錳加入試管中，稍稍加熱片刻，把帶火星的木條插入管口．	帶火星木條復(fù)燃
（3）將2g二氧化錳加入試管中，加熱幾分鐘，再將帶火星的木條放入試管口．	帶火星木條不復(fù)燃．

（1）請(qǐng)你將可能觀察到的現(xiàn)象填入表格．
（2）你認(rèn)為根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸龆�氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑的結(jié)論？為什么？
（3）為證明二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑，你認(rèn)為還應(yīng)增加哪些實(shí)驗(yàn)？
（4）氧化銅也能做氯酸鉀分解的催化劑，你能按上面的方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)嗎？

Answer 1

分析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象來推實(shí)驗(yàn)結(jié)論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論來反推實(shí)驗(yàn)操作；根據(jù)催化劑的特點(diǎn)來分析和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）將氯酸鉀加熱至融化才產(chǎn)生氧氣，實(shí)驗(yàn)（2）和實(shí)驗(yàn)（3）進(jìn)行對(duì)比說明二氧化錳加熱時(shí)不能產(chǎn)生氧氣；
觀察到的現(xiàn)象分別為：①稍加熱，帶火星木條無變化，幾分鐘熔化后帶火星木條復(fù)燃 ②帶火星木條復(fù)燃 ③帶火星木條不復(fù)燃；
（2）催化劑具有的特點(diǎn)是在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以需要驗(yàn)證它的反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)．
因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)只能說明二氧化錳可加速氯酸鉀制取氧氣的速度，不能證明其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)改變與否；
（3）根據(jù)催化劑的特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前先稱量二氧化錳的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)后將氯化鉀和二氧化錳的混合物充分溶于水中，用過濾的方法將二氧化錳分離出來，洗凈干燥，再稱量．兩次稱量的二氧化錳質(zhì)量相等，然后將實(shí)驗(yàn)后得到的二氧化錳加到氯酸鉀中加熱，發(fā)現(xiàn)能立即產(chǎn)生氧氣．這樣便可充分說明二氧化錳是氯酸鉀受熱分解制取氧氣的催化劑；
（4）將試驗(yàn)中二氧化錳改成氧化銅，且在最后反應(yīng)完畢，將氯化鉀和氧化銅充分溶解于水中，過濾、洗凈、干燥、稱量氧化銅質(zhì)量為2g，將此氧化銅重新與氯酸鉀混合加熱，重做實(shí)驗(yàn)（2））（3）中二氧化錳亦改為氧化銅．
故答案為：
（1）觀察到的現(xiàn)象分別為：①稍加熱，帶火星木條無變化，幾分鐘熔化后帶火星木條復(fù)燃 ②帶火星木條復(fù)燃 ③帶火星木條不復(fù)燃；
（2）不能．因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)只能說明二氧化錳可加速氯酸鉀制取氧氣的速度，不能證明其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)改變與否；
（3）實(shí)驗(yàn)前先稱量二氧化錳的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)后將氯化鉀和二氧化錳的混合物充分溶于水中，用過濾的方法將二氧化錳分離出來，洗凈干燥，再稱量．兩次稱量的二氧化錳質(zhì)量相等，然后將實(shí)驗(yàn)后得到的二氧化錳加到氯酸鉀中加熱，發(fā)現(xiàn)能立即產(chǎn)生氧氣．這樣便可充分說明二氧化錳是氯酸鉀受熱分解制取氧氣的催化劑；
（4）能．可將（2）中2g二氧化錳改為氧化銅．且在最后反應(yīng)完畢，將氯化鉀和氧化銅充分溶解于水中，過濾、洗凈、干燥、稱量氧化銅質(zhì)量為2g，將此氧化銅重新與氯酸鉀混合加熱，重做實(shí)驗(yàn)（2））（3）中二氧化錳亦改為氧化銅．

點(diǎn)評(píng)：解答該題關(guān)鍵要理解催化劑概念中的“一變、二不變”的涵義．一變是反應(yīng)速度變，二不變是本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．