Question

4．实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字或符号表达式：氯酸钾$\stackrel{二氧化锰}{→}$氯化钾+氧气（或2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑）．
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂．
【完成实验】按下表进行分析：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．

实验编号	实验药品	分解温度（℃）
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾、二氧化锰（质量比1：1）	未测
③	氯酸钾、氧化铜（质量比l：1）	370
④	氯酸钾、氧化铁（质量比1：1）	390

【分析数据、得出结论】
（1）由实验①与实验④对比，证明猜想合理．
（2）已知实验所用的三种物质中，催化效果最好的是二氧化锰，则实验②的分解温度＜370（填“＞”、“=”或“＜”）．
【反思】
（1）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和化学性质不变；
（2）已知氯酸钾的熔点为356℃，结合上表数据，你认为加热氯酸钾和氧化铁的混合物制氧气最适宜的装置是c（填字母）

（3）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂按质量比1：1混合，加热，分别测定分解温度将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂按质量比1：1混合，加热，分别测定分解温度．

Answer 1

分析 首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据文字表达式（或化学方程式）的书写方法、步骤进行书写即可；
【分析数据、得出结论】
（1）根据对照试验要求只有一个变量，其他条件都相同进行分析解答；
（2）根据分解温度越低，催化效果越好，结合表中数据进行分析解答．
【反思】
（1）根据催化剂的定义进行分析回答；
（2）根据氯酸钾的熔点和分解温度来分析；
（3）根据对照试验只有一个变量，这个变量为催化剂的颗粒大小设计对照试验．

解答 解：氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为：氯酸钾$\stackrel{二氧化锰}{→}$氯化钾+氧气（化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑）；故填：氯酸钾$\stackrel{二氧化锰}{→}$氯化钾+氧气（或2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑）；
[分析数据、得出结论]
（1）根据催化剂能改变化学反应的速率，可选择加催化剂和不加催化剂的进行比较分解温度即可，要想证明除Mn0₂、CuO外，Fe₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化剂，可选择实验①和实验④对比，证明猜想合理；故填：①；
（2）分解时所需温度最低的，催化效果越好，分析表中实验数据可以知道Mn0₂的催化效果最好；即温度低于370℃，故填：＜；
[反思]
（1）催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质．故要证明Fe₂0₃是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变．故填：化学性质；
（2）由题干信息可知，氯酸钾和氧化铁的混合物制氧气的温度超过了氯酸钾的熔点，为了防止液态氯酸钾流出，可选择c来制取；故填：c；
（3）要想证明颗粒大小会影响催化效果，可将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂等比充分混合，加热测定分解温度即可．
故填：将氯酸钾与不同颗粒大小的同种催化剂按质量比1：1混合，加热，分别测定分解温度．

点评 本题型要充分利用题目给出的信息，按照操作步骤进行实验．在进行实验对比时，要注意对照实验的可比性．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．影响催化效果的除了颗粒大小，还与催化剂与反应物的质量比有关．