Question

實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳混合物的方法制取氧氣，寫出該化學(xué)反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式：　　．

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MnO₂、CuO外，F(xiàn)e₂O₃也可以作KClO₃分解的催化劑．

完成實(shí)驗(yàn)

按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測定分解溫度（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                KClO₃                                        580

②                KClO₃、MnO₂（質(zhì)量比1：1）                    350

③                KClO₃、CuO（質(zhì)量比1：1）                     370

④                KClO₃、Fe₂O₃（質(zhì)量比1：1）                    390

分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論

（1）由實(shí)驗(yàn)　　與實(shí)驗(yàn)4對(duì)比，證明猜想合理；

（2）實(shí)驗(yàn)所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是　　．

反思

（1）若要證明Fe₂O₃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　　和　不變；

（3）實(shí)驗(yàn)室也可以用分解過氧化氫溶液來制取氧氣，寫出該化學(xué)反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式：　　

（4）猜想：影響過氧化氫溶液分解反應(yīng)的速率是　　，試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：　　．

Answer 1

【考點(diǎn)】催化劑的特點(diǎn)與催化作用；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式． 

【專題】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的控制變量思想；科學(xué)探究．

【分析】根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣進(jìn)行分析；

【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)行分析回答；

（2）根據(jù)分解時(shí)所需溫度最低的，催化效果越好進(jìn)行分析；

【反思】（1）根據(jù)催化劑的定義進(jìn)行分析回答；

（2）根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣進(jìn)行分析；

（3）根據(jù)過氧化氫分解制取氧氣時(shí)，分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來證明時(shí)，要注意實(shí)驗(yàn)的控制變量，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性．

【解答】解：氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO₃2KCl+3O₂↑；

【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】（1）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；

（2）分解時(shí)所需溫度最低的，催化效果越好，所以催化效果最好的是：Mn0₂；

【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，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)，所以要證明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；

（2）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；

（3）影響過氧化氫分解速率的因素還有催化劑的種類．可以取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定收集150mL氧氣所需的時(shí)間即可，所以設(shè)計(jì)的驗(yàn)證方法是：催化劑種類；取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定收集150mL氧氣所需的時(shí)間即可．

故答案為：2KClO₃2KCl+3O₂↑；

【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】（1）①；

（2）Mn0₂；

【反思】（1）質(zhì)量，化學(xué)性質(zhì)；

（2）2H₂O₂2H₂O+O₂↑；

（3）催化劑種類；取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定收集150mL氧氣所需的時(shí)間即可．

【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．