Question

10．小余阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰（MnO₂）还可用氧化铜（CuO）等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】小余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	1.2g	/
②	1.2g	CuO  0.5g
③	1.2g	MnO2 0.5g

①上述实验应测量的“待测数据”是收集等量氧气所需时间．
②若实验②比实验①的“待测数据”更小（填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解．
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是验证氧化铜质量不变，小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂，但小淳同学对此提出了异议，小淳同学设计了如下实验：
将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中，加热，伸入带火星木条，发现木条很快复燃．
小淳同学这样做目的是验证氧化铜化学性质不变，
【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂．
【评价设计】你认为小余设计实验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；写出实验②反应的化学方程式2KClO₃$\frac{\underline{\;\;\;CuO\;\;\;}}{加热}$2KCl+3O₂↑．

Answer 1

分析 ①运用催化剂的概念和本题的实验目的解答；
②如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验②比实验①所用时间小；
③根据实验②反应后的固体只有氧化铜分析解答；根据催化剂在化学反应前后化学性质不变分析；
【评价设计】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；根据氯酸钾在氧化铜做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气分析．

解答 解：①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．
②如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验②比实验①所用时间小．
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，再次精确称量得到0.5g黑色粉末，这样做的目的是验证氧化铜质量不变；将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥，精确称量得到0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中，加热，伸入带火星木条，发现木条很快复燃．小淳同学这样做目的是：验证氧化铜化学性质不变；
【评价设计】小余设计实验③和实验②对比的目的是：比较氧化铜和二氧化锰的催化效果；氯酸钾在氧化铜做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，其化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{\;\;\;CuO\;\;\;}}{加热}$2KCl+3O₂↑；
故答案为：①收集等量氧气所需时间；②小；③氧化铜质量不变；氧化铜化学性质不变；【评价设计】探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好；2KClO₃$\frac{\underline{\;\;\;CuO\;\;\;}}{加热}$2KCl+3O₂↑．

点评 催化剂只是改变反应的速率，对反应的生成物及生成物的量都没有影响，本身的质量不变．抓住催化剂的质量反应前后不变和能加快其他物质的化学反应速率这两个性质探究．