Question

4．實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取氧氣，寫出反應(yīng)的文字或符號(hào)表達(dá)式：氯酸鉀$\stackrel{二氧化錳}{→}$氯化鉀+氧氣（或2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑）．
小芳發(fā)現(xiàn)，氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進(jìn)行如下探究：
【提出猜想】除二氧化錳、氧化銅外，氧化鐵也可以作氯酸鉀分解的催化劑．
【完成實(shí)驗(yàn)】按下表進(jìn)行分析：測(cè)定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)藥品	分解溫度（℃）
①	氯酸鉀	580
②	氯酸鉀、二氧化錳（質(zhì)量比1：1）	未測(cè)
③	氯酸鉀、氧化銅（質(zhì)量比l：1）	370
④	氯酸鉀、氧化鐵（質(zhì)量比1：1）	390

【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】
（1）由實(shí)驗(yàn)①與實(shí)驗(yàn)④對(duì)比，證明猜想合理．
（2）已知實(shí)驗(yàn)所用的三種物質(zhì)中，催化效果最好的是二氧化錳，則實(shí)驗(yàn)②的分解溫度＜370（填“＞”、“=”或“＜”）．
【反思】
（1）若要證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（2）已知氯酸鉀的熔點(diǎn)為356℃，結(jié)合上表數(shù)據(jù)，你認(rèn)為加熱氯酸鉀和氧化鐵的混合物制氧氣最適宜的裝置是c（填字母）

（3）同種催化劑，顆粒大小可能影響催化效果，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑按質(zhì)量比1：1混合，加熱，分別測(cè)定分解溫度將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑按質(zhì)量比1：1混合，加熱，分別測(cè)定分解溫度．

Answer 1

分析 首先根據(jù)反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，根據(jù)文字表達(dá)式（或化學(xué)方程式）的書寫方法、步驟進(jìn)行書寫即可；
【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】
（1）根據(jù)對(duì)照試驗(yàn)要求只有一個(gè)變量，其他條件都相同進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)分解溫度越低，催化效果越好，結(jié)合表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解答．
【反思】
（1）根據(jù)催化劑的定義進(jìn)行分析回答；
（2）根據(jù)氯酸鉀的熔點(diǎn)和分解溫度來(lái)分析；
（3）根據(jù)對(duì)照試驗(yàn)只有一個(gè)變量，這個(gè)變量為催化劑的顆粒大小設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn)．

解答 解：氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：氯酸鉀$\stackrel{二氧化錳}{→}$氯化鉀+氧氣（化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑）；故填：氯酸鉀$\stackrel{二氧化錳}{→}$氯化鉀+氧氣（或2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑）；
[分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論]
（1）根據(jù)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，可選擇加催化劑和不加催化劑的進(jìn)行比較分解溫度即可，要想證明除Mn0₂、CuO外，F(xiàn)e₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化劑，可選擇實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)④對(duì)比，證明猜想合理；故填：①；
（2）分解時(shí)所需溫度最低的，催化效果越好，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道Mn0₂的催化效果最好；即溫度低于370℃，故填：＜；
[反思]
（1）催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率（既能提高也能降低），而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生改變的物質(zhì)．故要證明Fe₂0₃是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．故填：化學(xué)性質(zhì)；
（2）由題干信息可知，氯酸鉀和氧化鐵的混合物制氧氣的溫度超過(guò)了氯酸鉀的熔點(diǎn)，為了防止液態(tài)氯酸鉀流出，可選擇c來(lái)制��；故填：c；
（3）要想證明顆粒大小會(huì)影響催化效果，可將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑等比充分混合，加熱測(cè)定分解溫度即可．
故填：將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑按質(zhì)量比1：1混合，加熱，分別測(cè)定分解溫度．

點(diǎn)評(píng) 本題型要充分利用題目給出的信息，按照操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比時(shí)，要注意對(duì)照實(shí)驗(yàn)的可比性．本考點(diǎn)是中考的重要考點(diǎn)之一，主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．影響催化效果的除了顆粒大小，還與催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比有關(guān)．