题目内容

白色的氯酸钾（KClO₃）粉末受热，会缓慢放出氧气，同时得到白色的氯化钾．某探究小组想研究氧化铜能否对氯酸钾的受热分解起催化剂作用，设计如下装置及操作：
a．两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热，每隔10秒钟记录量筒中气体的体积；
b．观察滤出物的状态和颜色；
c．停止加热，冷却，将原先混有氧化铜的反应产物加水溶解，小心过滤，得滤出物，洗涤并干燥；
d．重新取氯酸钾，加入滤出物，在相同条件下正确加热，和相同质量的氯酸钾单独加热产生氧气速率进行比较．
e．任取两份氯酸钾，分别放入两支相同的试管，在其中的一份中加入经准确称量的n g氧化铜粉末．
回答下列问题：
（1）写出氯酸钾受热分解的化学方程式：．
（2）按实验的先后顺序对上述实验操作进行排序．
（3）以上实验步骤中，有一步不够严密，请指出是哪一步，并加以说明．
（4）要达到实验目的，除改进不严密的实验步骤外，还必须增加一个实验步骤，这个步骤是．
（5）c操作中停止加热的正确操作步骤是，理由是．

解：（1）题目提供信息：白色的氯酸钾（KClO₃）粉末受热，会缓慢放出氧气，同时得到白色的氯化钾．可知，反应是在加热条件下发生，生成物为氧气和氯化钾．
故答：2KClO₃?2KCl+3O₂↑
（2）操作在探究中的作用：a、比较放出气体的快慢；
b、观察滤出物是否为黑色氧化铜，判断氧化铜未参加反应；
c、对反应后固体进行过滤，是否能分离出氧化铜；
d、检验滤出的氧化铜是否还能继续加快氯酸钾分解；
e、取一定量氧化铜与一份氯酸钾混合．
故答：先后顺序为e、a、c、b、d（顺序错一步全错）；
（3）开始取用氯酸钾没有强调等质量，氯酸钾质量不等，反应放出氧气的量也不相等，影响对反应速度的判断．步骤e设计不够严密、不够科学．
故答：步骤e不严密，所取的两份氯酸钾质量没有指明相等；
（4）催化剂的概念指出：反应前后质量和化学性质不变．本探究活动只对氧化铜反应后分离出来再次进行催化的性质不变进行探究，而质量是否改变没有进行探究．所以还需要称出反应物质氧化铜的质量与加入氧化铜的质量进行对比，以确定质量也没有发生改变．
故答：对经干燥后的滤出物进行称量；
（5）探究中采用排水法收集氧气，为防止实验结束后水倒流入试管，引起试管炸裂，应先把导管从水中撤出再熄灭酒精灯．
故答：先从水中移出导管，再停止加热；防止水倒吸，炸裂试管．
分析：（1）根据题目所提供的反应信息，写出氯酸钾受热分解的化学方程式；
（2）根据探究意图，研究氧化铜能否对氯酸钾的受热分解起催化剂作用，结合对每步操作作用的理解，对所设计的实验操作进行排序；
（3）分析探究实验的每一步操作设计，指出不够严密的操作步骤e，并说明不严密的原因；
（4）分析整个探究过程，发现没有对催化剂反应前后的质量进行探究，修改方案，完善探究过程；
（5）采取排水法收集气体时，在熄灭酒精灯前一定要把导管从水中移出，防止试管突然遇冷炸裂．
点评：探究反应的催化剂，除进行反应速率比较外，还要探究反应前后化学性质和质量不变．