Question

4．某校研究小組的同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究了CuO對(duì)氯酸鉀分解的催化作用，并與MnO₂相比較，研究其催化能力．部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	m（KClO3）/g	m（MnO2）/g	m（CuO）/g	回收催化劑質(zhì)量/g
①	0.6000	--	--	--
②	a	0.2000	--	0.1950
③	b	--	c	0.1900

回答下列問題：
（1）上表中a=0.6000g，b=0.6000g，c=0.2000g．
（2）實(shí)驗(yàn)①的目的是作為實(shí)驗(yàn)②、③的對(duì)照，看MnO₂、CuO對(duì)KClO₃的分解能否起催化作用．
（3）本實(shí)驗(yàn)中為了比較CuO和MnO₂對(duì)氯酸鉀分解的催化能力，還需測(cè)量的數(shù)據(jù)是：相同時(shí)間內(nèi)放出O₂的量或放出等量的O₂所需的時(shí)間．
（4）實(shí)驗(yàn)中為了更準(zhǔn)確地說明CuO和MnO₂對(duì)氯酸鉀分解的催化能力，還應(yīng)保持反應(yīng)的溫度相同，你將如何操作以保證反應(yīng)溫度相同用火焰大小相似的酒精燈加熱相同時(shí)間或用控溫電爐加熱相同時(shí)間或水浴加熱相同時(shí)間等．
（5）從反應(yīng)殘留物中回收催化劑，并稱量其質(zhì)量，目的是觀察反應(yīng)前后CuO、MnO₂的質(zhì)量是否發(fā)生變化，以進(jìn)一步說明它們?cè)诜磻?yīng)中是否起催化作用．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)的目的是比較兩種氧化物的催化性能，因此前提條件是所取KClO₃和兩種氧化物的質(zhì)量分別相等，通過相同時(shí)間內(nèi)放出O₂的量來判斷兩種氧化物催化性能的高低．（1）為了對(duì)比合理，在反應(yīng)開始加入的反應(yīng)物和催化劑的質(zhì)量都應(yīng)該相等；
（2）實(shí)驗(yàn)①未加催化劑，就是為了對(duì)比一下實(shí)驗(yàn)②③加入催化劑的效果如何；
（3）催化劑可以加快反應(yīng)速率，反應(yīng)速率的大小可以通過測(cè)量生成氧氣的快慢程度判斷；
（4）保證溫度相同，可以用大小相似的火焰，沙浴加熱也能保證受熱均勻；
（5）催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是不變的，測(cè)量一下看是否符合催化劑的這一性質(zhì)．

解答 解：（1）為了對(duì)比合理，加入的KClO₃質(zhì)量和催化劑的質(zhì)量應(yīng)該相等，在實(shí)驗(yàn)②③中氯酸鉀的質(zhì)量要等于實(shí)驗(yàn)①中氯酸鉀的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)③CuO的質(zhì)量也應(yīng)該等于實(shí)驗(yàn)②中二氧化錳的質(zhì)量；
故答案為：0.6000；0.6000；0.2000；
（2）實(shí)驗(yàn)①未加催化劑，測(cè)量生成氧氣的速率，可以作為實(shí)驗(yàn)②、③的對(duì)照，看MnO₂、CuO對(duì)KClO₃的分解能否起到加速的作用，也就是看能否起到催化劑的作用；
故答案為：作為實(shí)驗(yàn)②、③的對(duì)照，看MnO₂、CuO對(duì)KClO₃的分解能否起催化作用；
（3）催化劑可以加快反應(yīng)速率，為了驗(yàn)證CuO和MnO₂對(duì)氯酸鉀的分解是否起到催化效果，需要測(cè)量生成氧氣的速率，可以通過測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)放出O₂的量或放出等量的O₂所需的時(shí)間來判斷化學(xué)反應(yīng)速率；
故答案為：相同時(shí)間內(nèi)放出O₂的量或放出等量的O₂所需的時(shí)間；
（4）保持反應(yīng)的溫度相同，可以用大小相似的火焰，沙浴加熱也能保證受熱均勻；
故答案為：用火焰大小相似的酒精燈加熱相同時(shí)間或用控溫電爐加熱相同時(shí)間或水浴加熱相同時(shí)間等；
（5）催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是不變的，測(cè)量一下看是否符合催化劑的這一性質(zhì)，可以觀察反應(yīng)前后CuO、MnO₂的質(zhì)量是否發(fā)生變化，以進(jìn)一步說明它們?cè)诜磻?yīng)中是否起催化作用．
故答案為：觀察反應(yīng)前后CuO、MnO₂的質(zhì)量是否發(fā)生變化，以進(jìn)一步說明它們?cè)诜磻?yīng)中是否起催化作用．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于正向思維能力的考查，只要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理不難解決，本實(shí)驗(yàn)的目的是比較兩種氧化物的催化性能，因此前提條件是所取KClO₃和兩種氧化物的質(zhì)量分別相等，通過相同時(shí)間內(nèi)放出O₂的量的來判斷催化性能的高低．要牢牢抓住催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是不變的這一性質(zhì)來求解．