Question

（2009?高淳縣二模）白色的氯酸鉀（KClO₃）粉末受熱，會緩慢放出氧氣，同時得到白色的氯化鉀．某探究小組想研究氧化銅能否對氯酸鉀的受熱分解起催化劑作用，設(shè)計如下裝置及操作：
a．兩份氯酸鉀同時在相同的條件下正確加熱，每隔10秒鐘記錄量筒中氣體的體積；
b．觀察濾出物的狀態(tài)和顏色；
c．停止加熱，冷卻，將原先混有氧化銅的反應(yīng)產(chǎn)物加水溶解，小心過濾，得濾出物，洗滌并干燥；
d．重新取氯酸鉀，加入濾出物，在相同條件下正確加熱，和相同質(zhì)量的氯酸鉀單獨加熱產(chǎn)生氧氣速率進(jìn)行比較．
e．任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支相同的試管，在其中的一份中加入經(jīng)準(zhǔn)確稱量的n g氧化銅粉末．
回答下列問題：
（1）寫出氯酸鉀受熱分解的化學(xué)方程式：______．
（2）按實驗的先后順序?qū)ι鲜鰧嶒灢僮鬟M(jìn)行排序______．
（3）以上實驗步驟中，有一步不夠嚴(yán)密，請指出是哪一步，并加以說明______．
（4）要達(dá)到實驗?zāi)康�，除改進(jìn)不嚴(yán)密的實驗步驟外，還必須增加一個實驗步驟，這個步驟是______．
（5）c操作中停止加熱的正確操作步驟是______，理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)題目所提供的反應(yīng)信息，寫出氯酸鉀受熱分解的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)探究意圖，研究氧化銅能否對氯酸鉀的受熱分解起催化劑作用，結(jié)合對每步操作作用的理解，對所設(shè)計的實驗操作進(jìn)行排序；
（3）分析探究實驗的每一步操作設(shè)計，指出不夠嚴(yán)密的操作步驟e，并說明不嚴(yán)密的原因；
（4）分析整個探究過程，發(fā)現(xiàn)沒有對催化劑反應(yīng)前后的質(zhì)量進(jìn)行探究，修改方案，完善探究過程；
（5）采取排水法收集氣體時，在熄滅酒精燈前一定要把導(dǎo)管從水中移出，防止試管突然遇冷炸裂．
解答：解：（1）題目提供信息：白色的氯酸鉀（KClO₃）粉末受熱，會緩慢放出氧氣，同時得到白色的氯化鉀．可知，反應(yīng)是在加熱條件下發(fā)生，生成物為氧氣和氯化鉀．
故答：2KClO₃?2KCl+3O₂↑
（2）操作在探究中的作用：a、比較放出氣體的快慢；
b、觀察濾出物是否為黑色氧化銅，判斷氧化銅未參加反應(yīng)；
c、對反應(yīng)后固體進(jìn)行過濾，是否能分離出氧化銅；
d、檢驗濾出的氧化銅是否還能繼續(xù)加快氯酸鉀分解；
e、取一定量氧化銅與一份氯酸鉀混合．
故答：先后順序為e、a、c、b、d（順序錯一步全錯）；
（3）開始取用氯酸鉀沒有強(qiáng)調(diào)等質(zhì)量，氯酸鉀質(zhì)量不等，反應(yīng)放出氧氣的量也不相等，影響對反應(yīng)速度的判斷．步驟e設(shè)計不夠嚴(yán)密、不夠科學(xué)．
故答：步驟e不嚴(yán)密，所取的兩份氯酸鉀質(zhì)量沒有指明相等；
（4）催化劑的概念指出：反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．本探究活動只對氧化銅反應(yīng)后分離出來再次進(jìn)行催化的性質(zhì)不變進(jìn)行探究，而質(zhì)量是否改變沒有進(jìn)行探究．所以還需要稱出反應(yīng)物質(zhì)氧化銅的質(zhì)量與加入氧化銅的質(zhì)量進(jìn)行對比，以確定質(zhì)量也沒有發(fā)生改變．
故答：對經(jīng)干燥后的濾出物進(jìn)行稱量；
（5）探究中采用排水法收集氧氣，為防止實驗結(jié)束后水倒流入試管，引起試管炸裂，應(yīng)先把導(dǎo)管從水中撤出再熄滅酒精燈．
故答：先從水中移出導(dǎo)管，再停止加熱；防止水倒吸，炸裂試管．
點評：探究反應(yīng)的催化劑，除進(jìn)行反應(yīng)速率比較外，還要探究反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不變．