Question

20．某興趣小組同學對實驗室制備氧氣的條件進行如下探究．
【提出問題】①氧化銅是否也能做氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果好？
【查閱資料】研究表明，許多金屬氧化物對氯酸鉀的分解有催化作用．分別用下列金屬氧化物作催化劑，氯酸鉀開始發(fā)生分解反應和反應劇烈時的溫度如表所示：

種類 溫度/℃ 反應程度	氧化鐵	氧化鋁	氧化銅	氧化鎂
開始反應	420℃	515℃	305℃	490℃
劇烈反應	490℃	540℃	350℃	545℃

實驗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氧化銅．
【設計并完成實驗】
Ⅰ．將3.0g氯酸鉀放在試管中加熱
Ⅱ．將3.0g氯酸鉀與1.0g二氧化錳均勻混合加熱Ⅲ．將3.0g氯酸鉀與Xg氧化銅均勻混合加熱
【實驗現(xiàn)象分析】
Ⅲ中X的值應為1.0，實驗Ⅰ和Ⅲ比較可證明氧化銅能加快氯酸鉀分解的速率．                 現(xiàn)象與實驗Ⅲ相同．實驗Ⅱ和Ⅲ對比的目的是比較二氧化錳與氧化銅的催化效果．     將實驗Ⅲ反應后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，然后進行稱量的目的是驗證氧化銅的質量在化學反應前后是否改變，最后還要再將黑色粉末和氯酸鉀混合加熱，
【結論】氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實驗Ⅲ中的化學反應的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{\;CuO\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
【實驗反思】MnO₂的用量對 H₂O₂分解反應有何影響？
【設計并完成實驗】利用圖甲裝置探究“MnO₂的用量對 H₂O₂分解反應的影響”，實驗中為3%H₂O₂溶液，裝置中產生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產生氧氣體積與裝置內壓強成正比，反應放熱忽略不計．）
【討論交流】圖乙是“0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合，過氧化氫的用量越多，產生的氧氣越多，反應速率差不多．圖丙是“不同質量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出不同質量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合，二氧化錳越多，反應速度越快，產生的氧氣一樣多．

Answer 1

分析 催化劑能夠改變化學反應的速率，而質量和化學性質在反應前后不變；
不同的催化劑，催化效果不一樣；
根據表中和圖中通過的數據，可以判斷相關方面的問題．

解答 解：【查閱資料】
實驗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氧化銅，因為濾液氧化銅作催化劑時，開始反應的溫度和劇烈反應的溫度都是最低的．
故填：氧化銅．
【實驗現(xiàn)象分析】
為了進行科學地對比，Ⅲ中X的值應為1.0，實驗Ⅰ和Ⅲ比較可證明氧化銅能加快氯酸鉀分解的速率；
實驗Ⅱ和Ⅲ對比的目的是比較二氧化錳與氧化銅的催化效果；
將實驗Ⅲ反應后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，然后進行稱量的目的是驗證氧化銅的質量在化學反應前后是否改變；
最后還要再將黑色粉末和氯酸鉀混合加熱，以檢驗氧化銅的化學性質是否改變．
故填：1.0；氧化銅能加快氯酸鉀分解的速率；比較二氧化錳與氧化銅的催化效果；過濾；驗證氧化銅的質量在化學反應前后是否改變；氯酸鉀．
【結論】
氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實驗Ⅲ中，氯酸鉀在氧化銅的催化作用下受熱分解生成氯化鉀和氧氣，反應的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{\;CuO\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故填：2KClO₃$\frac{\underline{\;CuO\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
【討論交流】圖乙是“0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合，過氧化氫的用量越多，產生的氧氣越多，反應速率差不多；
圖丙是“不同質量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出不同質量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合，二氧化錳越多，反應速度越快，產生的氧氣一樣多．
故填：0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合，過氧化氫的用量越多，產生的氧氣越多，反應速率差不多；不同質量的MnO₂與相同體積的3%H₂O₂溶液混合，二氧化錳越多，反應速度越快，產生的氧氣一樣多．

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．