Question

同學(xué)們?yōu)榱搜芯垦趸�鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中起催化作用，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
【實(shí)驗(yàn)一】氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率．

實(shí)驗(yàn)編號	KClO3/g	氧化物	產(chǎn)生氣體的體積（mL）	耗時(shí)（s）
1	0.6	--	67	1 800
2	0.6	0.2g 二氧化錳	67	36.5
3	0.6	g氧化鐵	67	89.5

（1）實(shí)驗(yàn)3中氧化鐵的質(zhì)量為

 

g，以上實(shí)驗(yàn)采用了

 

的實(shí)驗(yàn)方法．
（2）實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)一得到的結(jié)論是

 

．
【實(shí)驗(yàn)二】為證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，同學(xué)們又完成了以下的實(shí)驗(yàn)：
【資料】氯酸鉀和氯化鉀均能溶于水．
Ⅰ．在實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)后的混合物中加足量的水溶解，過濾得到紅色固體，洗滌干燥并用天平稱量，質(zhì)量為0.2g．
Ⅱ．將一定量的CO通入濾出的固體，按下面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)分析
	玻璃管中紅色固體全部變黑	生成了鐵
	錐形瓶中石灰水變渾濁	產(chǎn)生了二氧化碳

（4）寫出玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣反應(yīng)中起催化作用．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（5）小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)二（Ⅱ）中的實(shí)驗(yàn)裝置從環(huán)保角度看有一個(gè)缺陷，改進(jìn)的方法是

 

．
同時(shí)小華查閱資料發(fā)現(xiàn)一氧化碳還原氧化鐵后剩余固體可能由氧化亞鐵、四氧化三鐵、鐵粉和未反應(yīng)的氧化鐵中的一種或幾種組成．
為了研究剩余固體的成分，小紅同學(xué)查閱了以下資料：

	鐵粉	氧化亞鐵	氧化鐵	四氧化三鐵
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
磁性	有	無	無	有
與CO	不反應(yīng)	反應(yīng)	反應(yīng)	反應(yīng)
與稀鹽酸	反應(yīng)生成氯化亞鐵和水		生成氯化鐵和水	生成氯化亞鐵、氯化鐵和水
與硫酸銅溶液	反應(yīng)	不反應(yīng)	不反應(yīng)	不反應(yīng)

（6）小紅同學(xué)認(rèn)為剩余固體中一定沒有氧化鐵，原因是

 

．
（7）測定剩余固體的組成．

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和解釋
1	用磁鐵吸引剩余固體		剩余固體中沒有氧化亞鐵．
2			剩余固體中只有鐵粉．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,催化劑的特點(diǎn)與催化作用,金屬的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【實(shí)驗(yàn)一】
（1）根據(jù)探究氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率，所以質(zhì)量應(yīng)該和二氧化錳的質(zhì)量相同進(jìn)行解答；根據(jù)二氧化錳和氧化鐵兩種不同的氧化物對化學(xué)反應(yīng)速率的影響進(jìn)行解答；
（2）氯酸鉀與二氧化錳在加熱條件下生成氯化鉀和氧氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)二】
（4）根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】
（5）根據(jù)CO有毒，缺少尾氣處理裝置解答；
（6）根據(jù)氧化鐵的性質(zhì)進(jìn)行解答；
（7）根據(jù)鐵的性質(zhì)進(jìn)行解答；

解答：解：
【實(shí)驗(yàn)一】
（1）探究氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率，所以其質(zhì)量應(yīng)和二氧化錳的質(zhì)量相同，所以實(shí)驗(yàn)3中氧化鐵的質(zhì)量為0.2 g，以上實(shí)驗(yàn)采用了對比的實(shí)驗(yàn)方法；
（2）氯酸鉀與二氧化錳在加熱條件下生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO3

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（3）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率；
【實(shí)驗(yàn)二】
（4）一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃高溫2Fe+3CO₂；
【實(shí)驗(yàn)反思】
（5）CO有毒，缺少尾氣處理裝置，可以在錐形瓶右端的出氣口處放一點(diǎn)燃的酒精燈，或連一個(gè)氣球收集尾氣；
（6）氧化鐵固體是紅色，而所得固體都是黑色，所以剩余固體中一定沒有氧化鐵；
（7）鐵能被磁鐵吸引，鐵能和硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，所以實(shí)驗(yàn)如下：

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和解釋
1	用磁鐵吸引剩余固體	黑色固體全部被吸引	剩余固體中沒有氧化亞鐵．
2	向剩余固體中加入足量硫酸銅溶液	黑色固體全部變成紅色	剩余固體中只有鐵粉．

答案：
【實(shí)驗(yàn)一】
（1）0.2； 對比  
 （2）2KClO3

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑．
（3）氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率
【實(shí)驗(yàn)二】
（4）3CO+Fe₂O3

高溫  .

2Fe+3CO₂  
【實(shí)驗(yàn)反思】
（5）點(diǎn)燃尾氣
（6）氧化鐵固體是紅色，而所得固體是黑色
（7）

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和解釋
1	用磁鐵吸引剩余固體	黑色固體全部被吸引	剩余固體中沒有氧化亞鐵．
2	向剩余固體中加入足量硫酸銅溶液	黑色固體全部變成紅色	剩余固體中只有鐵粉．

點(diǎn)評：此題考查了實(shí)驗(yàn)室制氧氣的化學(xué)方程式的書寫及氧化鐵做氯酸鉀反應(yīng)的催化劑的實(shí)驗(yàn)探究，所考查知識面較廣，能考查學(xué)生的探究知識的能力．