Question

1．某實驗小組的同學(xué)在整理實驗儀器時，發(fā)現(xiàn)了一個盛有黑色固體的燒杯．在請教老師后，同學(xué)們得知燒杯中的固體是加熱制取氧氣后的剩余物（反應(yīng)完全），從中可以回收得到二氧化錳．實驗小組的同學(xué)將黑色固體取出，并對其進行探究．
【查閱資料】
①實驗室中可以加熱二氧化錳和氯酸鉀（KClO₃）固體的混合物制取氧氣，同時生成氯化鉀．
②氯化鉀溶于水，其水溶液呈無色；錳酸鉀溶于水，其水溶液呈綠色．一探究黑色固體是哪個化學(xué)反應(yīng)的剩余物．
【猜想】猜想一：H₂O₂制取氧氣；猜想二：KClO₃制取氧氣；猜想三：高錳酸鉀制取氧氣．
根據(jù)所學(xué)知識判斷，猜想一不成立，理由是二氧化錳不溶于水．
【進行實驗】
取少量黑色固體于另一個燒杯中，加入足量蒸餾水溶解，振蕩，過濾后得到黑色濾渣和無色濾液．
【得出結(jié)論】猜想二成立，理由是錳酸鉀溶于水，其水溶液呈綠色．
二．探究二氧化錳在氯酸鉀固體加熱制取氧氣反應(yīng)中的作用．
【猜想】猜想一：是反應(yīng)物；      猜想二：是催化劑．
【進行實驗】

實驗操作	實驗現(xiàn)象
1、用托盤天平稱量12.25g氯酸鉀在試管中加熱，把帶火星的木條伸入試管．	木條上的火星變亮．
2、取與操作1相同質(zhì)量的氯酸鉀和2.5g二氧化錳，混合均勻后在試管中加熱，把帶火星的木條伸入試管．	產(chǎn)生大量氣體，木條復(fù)燃．
3、待反應(yīng)完全后，將試管中的剩余物加足量的水溶解，過濾，并將全部濾渣洗滌、干燥、用托盤天平稱量．	稱量固體的質(zhì)量是2.5g

【實驗結(jié)論】猜想二成立，二氧化錳在氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應(yīng)中起到催化作用．
【反思與交流】
1）小貝同學(xué)提出，前面的實驗不足以證明二氧化錳在這個反應(yīng)中起到了催化作用，因為沒有證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變．
2）經(jīng)過討論，大家設(shè)計了一個補充實驗，證明了猜想二成立，請你寫出實驗操作取實驗操作3稱量后的固體與一定質(zhì)量的氯酸鉀，混合均勻后加熱，把帶火星的木條伸入試管；
3）小芳同學(xué)提出，實驗記錄中有一個數(shù)據(jù)不合理，它是1中“木條上的火星變亮”，理由是氯酸鉀的分解溫度高于氯酸鉀的熔化溫度，所以當(dāng)氯酸鉀受熱分解時，其已經(jīng)熔化．

Answer 1

分析 Ⅰ．探究黑色固體是哪個化學(xué)反應(yīng)的剩余物．
【猜想】考慮實驗室制取氧氣的方法，進行推測猜想；
【進行實驗】根據(jù)“過濾后得到黑色濾渣和無色濾液”，進行推測．
【得出結(jié)論】根據(jù)“錳酸鉀溶于水，其水溶液呈綠色”，進行推測．
Ⅱ．探究二氧化錳在氯酸鉀固體加熱制取氧氣反應(yīng)中的作用．
【進行實驗】根據(jù)實驗操作，推測實驗現(xiàn)象；
【反思與交流】
根據(jù)可能加熱二氧化錳，會產(chǎn)生氧氣，進行分析，設(shè)計一個補充實驗，氯酸鉀的分解溫度高于氯酸鉀的熔化溫度．

解答 解：
Ⅰ．探究黑色固體是哪個化學(xué)反應(yīng)的剩余物．
【猜想】實驗室制取氧氣的方法，進行推測猜想三為高錳酸鉀制取氧氣．
根據(jù)二氧化錳不溶于水，猜想一不成立．
【得出結(jié)論】根據(jù)“取少量黑色固體于另一個燒杯中，加入足量蒸餾水溶解，振蕩，過濾后得到黑色濾渣和無色濾液”，推測猜想二成立，理由是錳酸鉀溶于水，其水溶液呈綠色，而氯化鉀溶于水，其水溶液呈無色．
Ⅱ．探究二氧化錳在氯酸鉀固體加熱制取氧氣反應(yīng)中的作用．
【進行實驗】2、二氧化錳對氯酸鉀的受熱分解起到催化作用，可以加快反應(yīng)的進行，所以現(xiàn)象為產(chǎn)生大量氣體，木條復(fù)燃．
3、二氧化錳作為催化劑，反應(yīng)前后的質(zhì)量不變，所以過濾，并將全部濾渣洗滌、干燥、稱量質(zhì)量為2.5g．
【反思與交流】
1）小貝同學(xué)提出，前面的實驗不足以證明二氧化錳在這個反應(yīng)中起到了催化作用，因為可能加熱二氧化錳，會產(chǎn)生氧氣，沒有證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變．
2）經(jīng)過討論，大家設(shè)計了一個補充實驗，證明了猜想二成立，請你寫出實驗操作加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，不復(fù)燃，則加熱二氧化錳不能
產(chǎn)生氧氣，故猜想二成立
3）氯酸鉀的分解溫度高于氯酸鉀的熔化溫度，所以當(dāng)氯酸鉀受熱分解時，其已經(jīng)熔化，所以實驗1，的現(xiàn)象為：固體融化，產(chǎn)生少量氣體，木條上的火星變亮．
故答案為：
【猜想】高錳酸鉀制取氧氣． 二氧化錳不溶于水．
【得出結(jié)論】二，錳酸鉀溶于水，其水溶液呈綠色．
【進行實驗】

實驗操作	實驗現(xiàn)象
	產(chǎn)生大量氣體，木條復(fù)燃．
	2.5

【反思與交流】1）沒有證明二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變．
2）取實驗操作3稱量后的固體與一定質(zhì)量的氯酸鉀，混合均勻后加熱，把帶火星的木條伸入試管．（合理即可）
3）1中“木條上的火星變亮”；氯酸鉀的分解溫度高于氯酸鉀的熔化溫度，所以當(dāng)氯酸鉀受熱分解時，其已經(jīng)熔化．

點評 化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗可以幫助我們獲取很多新知識，驗證一些現(xiàn)象與結(jié)論．因此，學(xué)習(xí)化學(xué)時，不要錯過每一個實驗，更不要輕易放過實驗中的每一個現(xiàn)象．