题目内容
【题目】化学研究小组在开展了“过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用”之后，又进行了“寻找新的催化剂”的探究实验。
（提出问题1）寻找“氧化铁能否用于过氧化氢溶液分解的催化剂”的证据？如果能，它的催化效果如何？（实验设计1）
实 验 | 现 象 |
Ⅰ、分别量取5毫升5%的过氧化氢溶液于A、B两支试管中，向A中加入a克氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中伸入带火星的木条，观察现象， | A试管中产生气泡，带火星的木条复燃，B试管中无明显现象 |
Ⅱ、将“实验Ⅰ”中A试管的剩余物质分离，将所得固体进行洗涤、干燥、称量 | 所得固体质量为 ______ 克 |
Ⅲ、将“实验Ⅱ” ______ | ______ |
Ⅳ、分别量取5毫升5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入a克氧化铁粉末，向D试管中加入a克二氧化锰粉末 |
（实验结论）
（1）A中产生的气体是______；
（2）氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂，寻找该结论的证据主要是设计了实验______（选填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ）展开的。
（实验评价）
（1）设计实验Ⅲ的目的是______；
（2）可以用下列方法作出判断，从而达到实验Ⅳ的设计目的。a、定性判断：观察C、D两支试管中产生气泡的快慢；b、定量判断：______。
（资料信息）过氧化氢分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作为催化剂
（提出问题2）氧化铜（黑色粉末）是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰效果更好？
（设计实验2）某同学以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验
（其它可能影响实验的因素均忽略）。
实验序号 | 氯酸钾质量 | 其他物质质量 | 待测数据 |
① | 1.2克 | X | |
② | 1.2克 | 氧化铜0.5克 | Y |
③ | m | 二氧化锰0.5克 | Z |
（1）写出氯酸钾在二氧化锰的催化作用下发生的反应的化学方程式：______。
（2）上述实验应测量的“待测数据”是指______，从数学描述角度，X、Y、Z在数值上的大小关系是______。
（3）若实验②比实验①的“待测数据”更______（填“大”、“小”、“不确定”），说明氧化铜能加快氧酸钾的分解速率，表中“m”的数值应该为______。
（4）将实验②反应后的固体经过过滤、洗涤、干燥处理后，称量得到0.5克黑色粉末，再将黑色粉末放入______（简述操作）。
（评价设计）
（5）你认为该小组同学设计实验③和实验②对比的目的是______。
【答案】a 得到的固体放入盛有5毫升5%的过氧化氢溶液的试管中，向试管中伸入带火星的木条 有气泡冒出，带火星的木条复燃 氧气 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 证明氧化铁的化学性质在化学反应前后保持不变 观察收集一试管气体所需时间的长短 2KClO3
2KCl+3O2↑ 收集等量氧气所需时间 X＞Y＞Z 小 1.2 盛有适量的氯酸钾的试管中并加热，再用带火星的木条放在试管口，观察到木条迅速复燃 探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好
【解析】
[实验设计1]Ⅰ、A试管内的气体能使带火星的木条复燃，说明该气体是氧气;
Ⅱ、氧化铁是该反应的催化剂，其质量在化学反应前后保持不变，所以将“实验Ⅰ”中A试管的剩余物质分离，将所得固体进行洗涤、干燥、称量，其质量仍为ag；故填：a；
Ⅲ、将“实验Ⅱ”得到的固体放入盛有5毫升5%的过氧化氢溶液的试管中，向试管中伸入带火星的木条，观察到有气泡冒出，带火星的木条复燃，故填：得到的固体放入盛有5毫升5%的过氧化氢溶液的试管中，向试管中伸入带火星的木条；有气泡冒出，带火星的木条复燃；
[实验结论]（1）A试管内的气体能使带火星的木条复燃，说明该气体是氧气；故填：氧气；
（2）能够改变化学反应的速率，其质量与化学性质在反应前后保持不变的物质是该反应的催化剂，因此证明氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂，寻找该结论的证据主要是设计了实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ展开的；故填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；
[实验评价]（1）设计实验Ⅲ的目的是证明氧化铁的化学性质在化学反应前后保持不变；故填：证明氧化铁的化学性质在化学反应前后保持不变；
（2））可以用下列方法作出判断，从而达到实验Ⅳ的设计目的。a、定性判断：观察C、D两支试管中产生气泡的快慢；b、定量判断：观察收集一试管气体所需时间的长短；故填：观察收集一试管气体所需时间的长短；
[设计实验2]（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下、加热分解为氯化钾和氧气；故填：2KClO3
2KCl+3O2↑；
（2）本题的实验目的证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，所以“待测数据”是收集等量氧气所需时间。实验①没有使用催化剂，所需时间最长，氧化铜的催化效果不如二氧化锰，所以实验③所需时间最短，即X＞Y＞Z；故填：收集等量氧气所需时间；X＞Y＞Z；
（3）如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验Ⅱ比实验I所用时间小。所取氯酸钾的质量应相同，即m=1.2g；故填：小；1.2；
（4）实验②反应后溶解、过滤、洗涤、干燥后的黑色固体只有氧化铜，将黑色固体加入盛有适量的氯酸钾的试管中并加热，再用带火星的木条放在试管口，观察到木条迅速复燃；故填：盛有适量的氯酸钾的试管中并加热，再用带火星的木条放在试管口，观察到木条迅速复燃；
[评价设计]（5）实验③和实验②对比的目的是探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好。故填：探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好。
【题目】实验设计是化学实验的重要环节．请根据下列实验要求回答相关问题：
（活动与探究一）收集不同体积比例的二氧化碳和一氧化碳混合气体．
方案一：如图1所示
（1）请写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式_____；
（2）该实验能获得二氧化碳和一氧化碳混合气体，其原因是_____；
方案二：根据如图2装置所示请回答下列问题：（提示：饱和NaHCO3溶液的作用是除去HCl气体，部分夹持装置及导管已略去）
（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：_____．
（2）CO气体应由_____（填“a”或“b”）通入，在C中混合后，由另一导管导出．
（3）装置C中浓硫酸的两点主要作用：
①干燥气体，减少实验误差；②_____．
测定某钙片（主要成分CaCO3）中碳酸钙的质量分数，用如图3装置进行如下实验：①取研碎后的钙片4克，倒入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入过量的稀盐酸，置于电子天平上测出装置总质量．②打开活塞，滴入足量稀盐酸后关闭活塞，待气泡不再冒出时，测出反应后装置总质量．③整理相关数据如下表
反应前总质量（克） | 275.58 |
反应后总质量（克） | 274.92 |
（1）小明结合表中数据，计算该钙片中碳酸钙的质量分数．（其它成分不与盐酸反应）．
（2）该实验中，如果装置中不加固态干燥剂（干燥剂的作用：吸水但不吸二氧化碳），则最终所算得钙片中碳酸钙的质量将_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
