Question

【題目】某興趣小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的催化劑進(jìn)行如下探究：

（提出問題）二氧化錳常作為氯酸鉀分解制取氧氣的催化劑，其他氧化物是否也能催化氯酸鉀分解呢？

（查閱資料）研究表明，許多金屬氧化物對(duì)氯酸鉀的分解（分解時(shí)放出熱量）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：

	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

（1）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_____。

（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二氧化錳混合均勻加熱

Ⅲ．將Xg氯酸鉀與1.0g氧化銅混合均勻加熱

（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中X的值應(yīng)為_____，實(shí)驗(yàn)_____和Ⅲ比較可證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率。

（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析）將實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)后的固體加水溶液、過濾、洗滌、干燥，若稱量得到1.0g黑色粉末，再將黑色粉末和Xg氯酸鉀混合加熱，現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相同。

（3）在相同溫度下比較兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生氧氣的快慢，通常可采用的方法有_____。

（結(jié)論）氧化銅也能做氯酸鉀分解的催化劑。

（4）實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)的文字表達(dá)式為_____。

注意：若答對(duì)第（5）小題獎(jiǎng)勵(lì)4分，化學(xué)試卷總分不超過60分。

（5）氯酸鉀分解制取氧氣的快慢還與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)你提出新的合理的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案。

（假設(shè)）_____。

（實(shí)驗(yàn)方案）_____。

（結(jié)論）_____。

Answer 1

【答案】氧化銅 3.0 Ⅰ 收集相同體積氧氣所需要時(shí)間長(zhǎng)短 氯酸鉀氯化鉀+氧氣 溫度不同，氯酸鉀分解制取氧氣的快慢不同 在不同的溫度，分別取用相同質(zhì)量的氯酸鉀和相同質(zhì)量的二氧化錳，測(cè)量生成收集相同體積氧氣所需要時(shí)間長(zhǎng)短，發(fā)現(xiàn)溫度高的收集相同體積氧氣所需要時(shí)間短 溫度越高氯酸鉀分解制取氧氣的速率越快

【解析】

（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，加入催化劑后氯酸鉀分解溫度最低的是氧化銅，所以實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣，如果不用二氧化錳作催化劑，最好選用的氧化物是氧化銅；

（2）為了對(duì)比催化劑的催化效果，選取的氯酸鉀質(zhì)量應(yīng)該相等，也應(yīng)該取3.0g；實(shí)驗(yàn)I中是3.0g氯酸鉀，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中是3.0g氯酸鉀與1.0g氧化銅，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)比較可證明CuO改變KClO3分解的速率；

（3）在相同溫度下，比較兩組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生O2的快慢通常可采用的方法有：測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O2的體積或收集相同體積O2所需的時(shí)間的長(zhǎng)短；

（4）氯酸鉀在氧化銅作催化劑，加熱的條件下分解為氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式 為：氯酸鉀氯化鉀+氧氣；

（5）假設(shè)：

溫度不同，氯酸鉀分解制取氧氣的快慢不同；

實(shí)驗(yàn)方案：

在不同的溫度，分別取用相同質(zhì)量的氯酸鉀和相同質(zhì)量的二氧化錳，測(cè)量生成收集相同體積氧氣所需要時(shí)間長(zhǎng)短，發(fā)現(xiàn)溫度高的收集相同體積氧氣所需要時(shí)間短

結(jié)論：

溫度越高氯酸鉀分解制取氧氣的速率越快。故填：溫度越高氯酸鉀分解制取氧氣的速率越快。