Question

【題目】某興趣小組同學對實驗室制備氧氣的條件進行如下探究。

【提出問題】①氧化銅是否也能做氯酸鉀分解的催化劑？它是否比二氧化錳催化效果好？

【查閱資料】研究表明，許多金屬氧化物對氯酸鉀的分解有催化作用。分別用下列金屬氧化物作催化劑，氯酸鉀開始發生分解反應和反應劇烈時的溫度如下表所示：

實驗室用氯酸鉀制取氧氣，如果不用二氧化錳作催化劑，最好選用的金屬氧化物是 。

【設計并完成實驗】Ⅰ．將3.0g氯酸鉀放在試管中加熱

Ⅱ．將3.0g氯酸鉀與1.0g二氧化錳均勻混合加熱

Ⅲ．將X g氯酸鉀與1.0g氧化銅均勻混合加熱

【實驗現象分析】Ⅲ中X的值應為 ，實驗Ⅰ和Ⅲ比較可證明 。將實驗Ⅲ反應后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥，若稱量得到1.0g黑色粉末，再將黑色粉末和Xg氯酸鉀混合加熱，現象與實驗Ⅲ相同，這些步驟是為了證明氧化銅在該化學反應前后 和 都不變。

【結論】氧化銅也能作氯酸鉀分解的催化劑，實驗Ⅲ中的化學反應的符號表達式為 。

【實驗反思】實驗Ⅱ和Ⅲ對比的目的是 。

【提出問題】②MnO2的用量對 H2O2分解反應有何影響？

【設計并完成實驗】利用圖甲裝置探究“MnO2的用量對 H2O2分解反應的影響”，實驗中為3%H2O2溶液，裝置中產生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產生氧氣體積與裝置內壓強成正比，反應放熱忽略不計。）

【討論交流】（1）圖乙是“0.1克MnO2與不同體積的3%H2O2溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出 。

（2）當用“3%H2O2溶液8毫升與不同質量的MnO2混合”時，得到如圖丙所示的曲線。曲線的斜率顯示，當MnO2的用量增加到0.08克時，分解速度達到實驗要求。在此實驗條件下，若MnO2的質量有4克（一藥匙），就能使下圖 （填字母）燒杯中所裝的3%H2O2溶液，其分解速度最接近實驗要求。

Answer 1

【答案】【查閱資料】氧化銅。

【實驗現象分析】3.0g，CuO改變KClO3分解的速率。質量和化學性質

【結論】 KClO3 KCl + O2

【實驗反思】 CuO對KClO3催化效果是否比MnO2好

【討論交流】

（1）過氧化氫的用量越多，產生的氧氣越多

（2）c

【解析】

試題分析：【查閱資料】通過表格信息可知用氧化銅做催化劑時所需反應的溫度較低；

【實驗現象分析】比較二氧化錳與氧化銅的催化效果，那么要采用控制變量法，即催化劑的種類不同，其他的量要完全相同，故X=3.0g ；催化劑具有“一變二不變”的特點，即能改變物質的反應速率，但自身的質量和化學性質不變；

【結論】氧化銅能做氯酸鉀分解的催化劑，生成的是氯化鉀和氧氣：KClO3 KCl + O2；

【實驗反思】實驗Ⅱ和Ⅲ取用了不同種類的催化劑，即是比較二氧化錳和氧化銅的催化效果哪個更好；

【討論交流】（1）由圖乙可知過氧化氫的用量越多，產生的氧氣越多；

（2）3%H2O2溶液8毫升，MnO2的用量為0.08克時，分解速度達到實驗要求；現MnO2的質量有4g，那么使分解速度達到實驗要求的3%H2O2溶液為400ml，故選C。