Question

某班級(jí)的探究小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了催化劑的知識(shí)后，上網(wǎng)查閱，獲得以下信息： (1)氯酸鉀氯化鉀+氧氣

(2)碳+氧化銅銅+二氧化碳

(3)黑色氧化銅不溶于水，氯化鉀、氯酸鉀易溶于水

他們想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用，設(shè)計(jì)了以下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)和后續(xù)操作。

①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支相同的試管中，在其中一份中加入精確稱量的n g氧化銅粉末。

②將兩份氯酸鉀同時(shí)在相同條件下正確加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。

③停止加熱，冷卻，將原來混有氧化銅的反應(yīng)后的混合物加水溶解，小心過濾，得出濾出物，洗滌并干燥。

④觀察濾出物的狀態(tài)和顏色。

⑤將濾出物和炭粉混合，在密閉容器中高溫加熱，將反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（1）以上實(shí)驗(yàn)步驟，有一步不夠嚴(yán)密，請(qǐng)你指出是哪一步？_________。

（2）要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，除改進(jìn)不嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)步驟外，還必須增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，這個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟是_________________________。

（3）實(shí)驗(yàn)⑤的目的是什么？為達(dá)到此目的，我們還可如何操作？

Answer 1

思路解析：這是一道研究化學(xué)原理知識(shí)的探究題，重在考查對(duì)某化學(xué)原理——氯酸鉀分解反應(yīng)中催化劑作用的理論認(rèn)識(shí)，以及通過較規(guī)范的實(shí)驗(yàn)探討此認(rèn)識(shí)的能力。

首先，要有對(duì)催化劑概念確切的把握。能夠改變其他物質(zhì)反應(yīng)的速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不發(fā)生改變，這樣的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑的基本特點(diǎn)有兩條：一是改變其他物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率；二是反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不改變。以實(shí)驗(yàn)探討氯酸鉀分解反應(yīng)中氧化銅能否起催化作用，要求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須包含以下內(nèi)容：比較相同溫度等條件下，純凈氯酸鉀和相同質(zhì)量的混有氧化銅粉末的氯酸鉀反應(yīng)速率是否相同，要通過放出氧氣的快慢（如冒氣泡的速率），從現(xiàn)象上加以確證。要對(duì)反應(yīng)前和反應(yīng)后的氧化銅的質(zhì)量分別進(jìn)行稱量，以確定其質(zhì)量是否改變；要對(duì)反應(yīng)后的氧化銅的化學(xué)性質(zhì)（如能否與碳反應(yīng)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從現(xiàn)象上加以確證。

對(duì)照所給的實(shí)驗(yàn)方案，發(fā)現(xiàn)步驟①任取兩份氯酸鉀，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)，該方法不夠嚴(yán)密；此方案的最大問題是沒有稱量反應(yīng)前后氧化銅的質(zhì)量，無法證明反應(yīng)前后氧化銅質(zhì)量不改變，從而無法全面、準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)氧化銅在氯酸鉀分解反應(yīng)中起催化作用。實(shí)驗(yàn)第⑤步做碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)并觀察黑色粉末變?yōu)榱良t色，以及澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，旨在證明氧化銅仍有在高溫下與碳發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)。即化學(xué)反應(yīng)前后，氧化銅的化學(xué)性質(zhì)未改變。我們可以將過濾干燥過的氧化銅放入另一份質(zhì)量相同的氯酸鉀中，重復(fù)②的操作，證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變的事實(shí)。

答案：（1）第①步  （2）精確稱量濾出物的質(zhì)量（3）將③步得到的氧化銅加入氯酸鉀中，重復(fù)②的操作。