Question

（12分）某校的探究小組同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設計了以下的對比實驗和操作步驟：
①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份中加入經精確稱量的n g氧化銅粉末。
②將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱，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后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質洗滌并干燥。
④觀察濾出固體物質的狀態、顏色。
⑤將濾出固體物質和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應產生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現象。
（1）從以上有關實驗步驟的敘述中可發現操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進：
______________________________________________________________________、
______________________________________________________________________。
（2）有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作，請從下圖中選擇儀器中連接成一套實驗裝置，這套實驗裝置的連接順序是_______接______、________接______、________接________接_______（氣流的方向從左往右）。

Answer 1

（1）第①、④兩步不嚴密；第①步中“任取兩份氯酸鉀”應改為“準確稱量兩份等質量的氯酸鉀”，第④步中應改為“觀察濾出固體物質的狀態、顏色，并準確稱量干燥后濾出物的質量”。
（2）a接g、f接d、e（或d）接b（或e）接g。

（1）要證明氧化銅是催化劑，須證明反應前后氧化銅的質量沒有變化、氧化銅的化學性質沒有改變，所以這是一個定量實驗，不能任取兩份氯酸鉀。即①不正確，應該是“準確稱量兩份等質量的氯酸鉀”。第④中觀察狀態和顏色只是定性，還需要定量，所以應該是“觀察濾出固體物質的狀態、顏色，并準確稱量干燥后濾出物的質量”。
（2）分析題給實驗裝置圖，可知是用H₂還原氧化銅的方法來證明分離出來的固體仍是氧化銅，進而證明氧化銅是催化劑。a中產生H₂通入g，目的是用濃硫酸來干燥H₂；再經f接d、e（或d），目的是使H₂跟氧化銅反應生成銅和水；進而接b（或e），使產生水蒸氣跟無水硫酸銅反應生成藍色硫酸銅晶體，證明有硬質玻璃管中發生反應；未端再接g是為了防止空氣中水蒸氣進入U管。