Question

某班級探究小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了催化劑知識后，他們想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用，設(shè)計了以下的對比實(shí)驗和后續(xù)操作：

①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支相同的試管，在其中一份中加入經(jīng)準(zhǔn)確稱量的n克氧化銅粉末．
②將兩份氯酸鉀同時在相同條件下正確加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢．
③停止加熱、冷卻，將原先混有氧化銅的反應(yīng)后的混合物加水溶解，小心過濾，得濾出物，洗滌并干燥．
④觀察濾出物的狀態(tài)和顏色．
⑤將濾出物和炭粉混合，在密閉容器中高溫加熱，將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，并觀察現(xiàn)象．
（1）以上實(shí)驗步驟，有一步不夠嚴(yán)密，請問是哪一步？．
（2）要達(dá)到實(shí)驗?zāi)康模�除改進(jìn)不夠嚴(yán)密的實(shí)驗步驟外，還必須增加一個實(shí)驗步驟，這個實(shí)驗步驟是．
（3）若用另一個實(shí)驗裝置和操作替換實(shí)驗⑤，也可達(dá)到實(shí)驗?zāi)康模�請把右上圖中的儀器連接成一個符合實(shí)驗?zāi)康膶?shí)驗裝置，這個實(shí)驗裝置的接口連接順序是接，接，接（氣流的方向從左往右）．

Answer 1

【答案】分析：（1）做對比實(shí)驗只能控制變量唯一，即有無催化劑，其它因素應(yīng)都應(yīng)相同．據(jù)此，步驟①不夠嚴(yán)密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應(yīng)“取兩份等質(zhì)量的氯酸鉀”；
（2）根據(jù)催化劑的概念，反應(yīng)后催化劑的性質(zhì)和質(zhì)量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質(zhì)是否改變，所以要達(dá)到實(shí)驗?zāi)康�，還必須在步驟④后加一步，即精確稱量濾出物的質(zhì)量；
（3）用H₂代替炭粉來還原氧化銅的順序：鋅與硫酸制取氫氣→濃硫酸干燥氣體→濾出物主要為氧化銅，氫氣還原氧化銅→無水硫酸銅驗證水分．
解答：解：（1）做對比實(shí)驗只能控制一個變量，即有無催化劑，其它因素應(yīng)都相同；故步驟①不夠嚴(yán)密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應(yīng)“取兩份等質(zhì)量的氯酸鉀”；
（2）因為催化劑的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質(zhì)是否改變，所以要達(dá)到實(shí)驗?zāi)康�，還必須在步驟④后加一步，即精確稱量濾出物的質(zhì)量；
（3）用H₂代替炭粉來還原氧化銅的順序：鋅與硫酸制取氫氣→濃硫酸干燥氣體→濾出物主要為氧化銅，氫氣還原氧化銅→無水硫酸銅驗證水分；故這個實(shí)驗裝置的接口連接順序是a接f； g接d （或e）； e（或d）接b（或c）．
故答為：（1）第①步；（2）精確稱量濾出物的質(zhì)量；（3）a接f； g接d （或e）； e（或d）接b（或c）．
點(diǎn)評：了解二氧化錳在此反應(yīng)中是催化劑的作用，掌握其特點(diǎn)：“一變二不變”；了解儀器的裝配或連接；掌握實(shí)驗室制取氧氣的反應(yīng)原理．