Question

【题目】某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。

【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？

【查阅资料】研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示：

催化剂 温度 反应程度	氧化铁	氧化铝	氧化铜	氧化镁
开始反应	420℃	515℃	305℃	490℃
剧烈反应	490℃	540℃	350℃	545℃

实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是___________。

【设计并完成实验】

Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热

Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热

Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热

【实验现象分析】

Ⅲ中X的值应为_____________，实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明______________________。 现象与实验Ⅲ相同.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是______________________。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，然后进行称量的目的是_____________________________，最后还要再将黑色粉末和_______________混合加热进行实验。

【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为_____________________________________________________。

【实验反思】MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响？

【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”，实验中为3% H2O2溶液，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计。）

【讨论交流】（1）图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出________________________________。图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出____________________________________。

Answer 1

【答案】 氧化铜 1.0 氧化铜能加快氯酸钾分解的速度;比较二氧化锰与氧化铜的催化效果 过滤 验证氧化铜的质量在化学反应前后是否改变 氯酸钾 0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合，过氧化氢的用量越多，速度差不多，但产生的氧气越多 不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合，二氧化锰越多，产生的氧气一样多，但速度会加快。

【解析】【查阅资料】由表中的数据可知，不用二氧化锰时选择氧化铜作催化剂时，开始的温度与剧烈反应时的温度是四种物质中最低的，是条件最容易达到的；

【实验现象分析】（1）控制氯酸钾的质量、二氧化锰和氧化铜的质量，才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果，Ⅲ中X的值应为1g；实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是探究氧化铜是否能加快氯酸钾分解；实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是探究二氧化锰和氧化铜哪个对氯酸钾催化效果更好；催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变；将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，然后进行称量，目的是探究氧化铜在反应后的质量是否不变；最后还要再将黑色粉末和氯酸钾混合加热，发现实验现象依然与之前现象相同；

【结论】氯酸钾在二氧化锰做催化剂的条件下分解成氯化钾和氧气，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为：：

【讨论交流】图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合，过氧化氢的用量越多，产生的氧气越多，反应速率差不多；图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合，二氧化锰越多，反应速度越快，产生的氧气一样多。