Question

实验室还可以用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制氧气。反应的文字表达式如下:

为探究二氧化锰在该反应中所起的作用，设计实验如下:

实验步骤	观察到的现象
(1)称取5 g氯酸钾放在试管里稍稍加热，将带火星木条插入管口。继续加热几分钟至氯酸钾熔化，再将带火星木条插入。
(2)称取5 g氯酸钾和2 g二氧化锰加入试管中，稍稍加热片刻，把带火星的木条插入管口。
(3)将2 g二氧化锰加入试管中，加热几分钟，再将带火星的木条放入试管口。

(1)请你将可能观察到的现象填入表格。

(2)你认为根据上面的实验能否得出二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂的结论？为什么？

(3)为证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，你认为还应增加哪些实验？

(4)氧化铜也能做氯酸钾分解的催化剂，你能按上面的方案设计实验吗？

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)观察到的现象分别为：①稍加热，带火星木条无变化，几分钟熔化后带火星木条复燃 ②带火星木条复燃 ③带火星木条不复燃 (2)不能。因为该实验只能说明二氧化锰可加速氯酸钾制取氧气的速度，不能证明其质量和化学性质改变与否。 (3)实验前先称量二氧化锰的质量，实验后将氯化钾和二氧化锰的混合物充分溶于水中，用过滤的方法将二氧化锰分离出来，洗净干燥，再称量。两次称量的二氧化锰质量相等，然后将实验后得到的二氧化锰加到氯酸钾中加热，发现能立即产生氧气。这样便可充分说明二氧化锰是氯酸钾受热分解制取氧气的催化剂。(符合催化剂定义) (4)能。可将(2)中2 g二氧化锰改为氧化铜。且在最后反应完毕，将氯酸钾和氧化铜充分溶解于水中，过滤、洗净、干燥、称量氧化铜质量为2 g，将此氧化铜重新与氯酸钾混合加热……(重做 (3)中所补充的实验部分，二氧化锰亦改为氧化铜。)

提示：

(1)观察到的现象分别为：①稍加热，带火星木条无变化，因为氯酸钾还没分解；几分钟熔化后带火星木条复燃，因为有氧气生成 ②带火星木条复燃，因为加入催化剂二氧化锰后方应加快很快就有氧气生成 ③带火星木条不复燃，因为单独加热二氧化锰不会生成氧气，二氧化锰只是反应的催化剂。 (2)只根据以上实验无法得出二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂的结论，因为该实验只能说明二氧化锰可加速氯酸钾制取氧气的速度，不能证明其质量和化学性质改变与否。催化剂的定义是能改变反应速度，但是自身质量和化学性质不发生变化。(3)为证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，还应采取以下措施：实验前先称量二氧化锰的质量，实验后将氯化钾和二氧化锰的混合物充分溶于水中，用过滤的方法将二氧化锰分离出来，洗净干燥，再称量。两次称量的二氧化锰质量相等，然后将实验后得到的二氧化锰加到氯酸钾中加热，发现能立即产生氧气。这样便可充分说明二氧化锰是氯酸钾受热分解制取氧气的催化剂。如果想证明氧化铜也能做氯酸钾分解的催化剂，则只需将实验中的二氧化锰换成氧化铜，且在实验完毕后，按(3)中所补充的实验部分，二氧化锰亦改为氧化铜。