Question

【题目】某兴趣小组同学对实验室制取氧气的催化剂进行如下探究：

（提出问题）二氧化锰常作为氯酸钾分解制取氧气的催化剂，其他氧化物是否也能催化氯酸钾分解呢？

（查阅资料）研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解（分解时放出热量）有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如表所示：

	氧化铁	氧化铝	氧化铜	氧化镁
开始反应（℃）	420	515	305	490
剧烈反应（℃）	490	540	350	545

（1）实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是_____。

（设计并完成实验）Ⅰ．将3.0g氯酸钾放在试管中加热

Ⅱ．将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰混合均匀加热

Ⅲ．将Xg氯酸钾与1.0g氧化铜混合均匀加热

（2）实验Ⅲ中X的值应为_____，实验_____和Ⅲ比较可证明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。

（实验现象分析）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶液、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1.0g黑色粉末，再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同。

（3）在相同温度下比较两组实验产生氧气的快慢，通常可采用的方法有_____。

（结论）氧化铜也能做氯酸钾分解的催化剂。

（4）实验Ⅲ反应的文字表达式为_____。

注意：若答对第（5）小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。

（5）氯酸钾分解制取氧气的快慢还与哪些因素有关？请你提出新的合理的假设和实验方案。

（假设）_____。

（实验方案）_____。

（结论）_____。

Answer 1

【答案】氧化铜 3.0 Ⅰ 收集相同体积氧气所需要时间长短 氯酸钾氯化钾+氧气 温度不同，氯酸钾分解制取氧气的快慢不同 在不同的温度，分别取用相同质量的氯酸钾和相同质量的二氧化锰，测量生成收集相同体积氧气所需要时间长短，发现温度高的收集相同体积氧气所需要时间短 温度越高氯酸钾分解制取氧气的速率越快

【解析】

（1）根据表格中的数据可知，加入催化剂后氯酸钾分解温度最低的是氧化铜，所以实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的氧化物是氧化铜；

（2）为了对比催化剂的催化效果，选取的氯酸钾质量应该相等，也应该取3.0g；实验I中是3.0g氯酸钾，实验Ⅲ中是3.0g氯酸钾与1.0g氧化铜，两个实验比较可证明CuO改变KClO3分解的速率；

（3）在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢通常可采用的方法有：测量相同时间内产生O2的体积或收集相同体积O2所需的时间的长短；

（4）氯酸钾在氧化铜作催化剂，加热的条件下分解为氯化钾和氧气，反应的文字表达式 为：氯酸钾氯化钾+氧气；

（5）假设：

温度不同，氯酸钾分解制取氧气的快慢不同；

实验方案：

在不同的温度，分别取用相同质量的氯酸钾和相同质量的二氧化锰，测量生成收集相同体积氧气所需要时间长短，发现温度高的收集相同体积氧气所需要时间短

结论：

温度越高氯酸钾分解制取氧气的速率越快。故填：温度越高氯酸钾分解制取氧气的速率越快。