Question

【題目】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下表所示：

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 。

【設(shè)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X g氯酸鉀與1.0g氧化銅均勻混合加熱

【實驗現(xiàn)象分析】Ⅲ中X的值應為 ，實驗Ⅰ和Ⅲ比較可證明 。將實驗Ⅲ反應后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，若稱量得到1.0g黑色粉末，再將黑色粉末和Xg氯酸鉀混合加熱，現(xiàn)象與實驗Ⅲ相同，這些步驟是為了證明氧化銅在該化學反應前后 和 都不變。

【結(jié)論】氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實驗Ⅲ中的化學反應的符號表達式為 。

【實驗反思】實驗Ⅱ和Ⅲ對比的目的是 。

【提出問題】②MnO2的用量對 H2O2分解反應有何影響？

【設(shè)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(chǎn)生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產(chǎn)生氧氣體積與裝置內(nèi)壓強成正比，反應放熱忽略不計。）

【討論交流】（1）圖乙是“0.1克MnO2與不同體積的3%H2O2溶液混合”的實驗結(jié)果，從圖中可以看出 。

（2）當用“3%H2O2溶液8毫升與不同質(zhì)量的MnO2混合”時，得到如圖丙所示的曲線。曲線的斜率顯示，當MnO2的用量增加到0.08克時，分解速度達到實驗要求。在此實驗條件下，若MnO2的質(zhì)量有4克（一藥匙），就能使下圖 （填字母）燒杯中所裝的3%H2O2溶液，其分解速度最接近實驗要求。

Answer 1

【答案】【查閱資料】氧化銅

【實驗現(xiàn)象分析】3.0g CuO改變KClO3分解的速率 質(zhì)量 化學性質(zhì)

【結(jié)論】KClO3 KCl + O2

【實驗反思】CuO對KClO3催化效果是否比MnO2好

【討論交流】（1）過氧化氫的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多 （2）c

【解析】

試題分析：【查閱資料】根據(jù)表中數(shù)據(jù)：使用氧化銅做催化劑時，加熱分解溫度最低，故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

【實驗現(xiàn)象分析】設(shè)置對比實驗時，要注意控制變量，故Ⅲ中X的值應為3.0g；實驗Ⅰ和Ⅲ比較可證明：CuO改變KClO3分解的速率；但要證明該物質(zhì)是催化劑，還必須保證反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)要不改變，故將實驗Ⅲ反應后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，若稱量得到1.0g黑色粉末，再將黑色粉末和Xg氯酸鉀混合加熱，現(xiàn)象與實驗Ⅲ相同，這些步驟是為了證明氧化銅在該化學反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變

【結(jié)論】氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實驗Ⅲ中的化學反應的符號表達式為：KClO3 KCl + O2

【實驗反思】實驗Ⅱ和Ⅲ只是改變了催化劑，故對比的目的是：CuO對KClO3催化效果是否比MnO2好

【討論交流】（1）圖乙是“0.1克MnO2與不同體積的3%H2O2溶液混合”的實驗結(jié)果，即控制過氧化氫溶液的濃度不變，增加過氧化氫溶液的量，結(jié)果裝置內(nèi)的壓強就越大，說明產(chǎn)生的氧氣量越多，故從圖中可以看出：過氧化氫的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多

（2）當用“3%H2O2溶液8毫升與不同質(zhì)量的MnO2混合”時，曲線的斜率顯示，當MnO2的用量增加到0.08克時，分解速度達到實驗要求，在此實驗條件下，若MnO2的質(zhì)量有4克（一藥匙），即為0.08克的50倍，那么要使分解速度最接近實驗要求，則燒杯中所裝的3%H2O2溶液的體積應為8毫升×50=400毫升，故選c