Question

某班级的探究小组同学在学习了催化剂的知识后，上网查阅，获得以下信息：
（1）氯酸钾加热可制取氧气
（2）碳+氧化铜

高温

铜+二氧化碳
（3）黑色氧化铜不溶于水，氯化钾、氯酸钾易溶于水
他们想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用，设计了以下的对比实验和后续操作．
①任取两份氯酸钾，分别放入两支相同的试管中，在其中一份中加入精确称量的n g氧化铜粉末．
②将两份氯酸钾同时在相同条件下正确加热，将放出的气体通入水中，观察放出气体的快慢．
③停止加热，冷却，将原来混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解，小心过滤，得出滤出物，洗涤并干燥．
④观察滤出物的状态和颜色．
⑤将滤出物和炭粉混合，在密闭容器中高温加热，将反应后产生的气体通入澄清石灰水中，并观察实验现象．
（1）以上实验步骤，有一步不够严密，请你指出是哪一步？

步骤①

（2）要达到实验目的，除改进不严密的实验步骤外，还必须增加一个实验步骤，这个实验步骤是

对经干燥后的滤出物进行称量．

（3）实验⑤的目的是什么？为达到此目的，我们还可如何操作？

Answer 1

分析：（1）做对比实验只能控制变量唯一，即有无催化剂，其它因素应都应相同．据此，步骤①不够严密，绝不能“任取两份氯酸钾”，而应“取两份等质量的氯酸钾”；
（2）根据催化剂的概念，反应后催化剂的性质和质量都保持不变，而步骤⑤只检验了氧化铜的性质是否改变，所以要达到实验目的，还必须在步骤④后加一步，即精确称量滤出物的质量；
（3）实验⑤的目的是验证过滤出的物质的化学性质是否发生改变；还可以用H₂代替炭粉来还原氧化铜．

解答：解：（1）做对比实验只能控制一个变量，即有无催化剂，其它因素应都相同；故步骤①不够严密，绝不能“任取两份氯酸钾”，而应“取两份等质量的氯酸钾”；
故答案为：步骤①．
（2）因为催化剂的化学性质和质量都保持不变，而步骤⑤只检验了氧化铜的性质是否改变，所以要达到实验目的，还必须在步骤④后加一步，即精确称量滤出物的质量；
故答案为：对经干燥后的滤出物进行称量．
（3）实验⑤的目的是验证过滤出的物质的化学性质是否发生改变；还可以用H₂代替炭粉来还原氧化铜．用无水硫酸铜验证水分．
故答案为：验证过滤出的物质的化学性质是否发生改变；用H₂代替炭粉来还原氧化铜．

点评：探究反应的催化剂，除进行反应速率比较外，还要探究反应前后化学性质和质量不变．