Question

學習了元素周期律后，同學們對第四周期過渡元素氧化物產生了濃厚的興趣．是否只有二氧化錳能催化氯酸鉀受熱分解？氧化鐵、氧化銅、氧化鉻等對氯酸鉀的受熱分解有沒有催化作用？對此他們進行了實驗探究．請你根據要求完成下列部分實驗報告．
Ⅰ課題名稱：

 

．
Ⅱ實驗儀器及試劑：實驗儀器：帶鐵夾的鐵架臺、帶橡皮塞的導管、量氣裝置、過濾裝置、電子天平、藥匙、

 

、

 

、

 

等．
實驗試劑：二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻和氯酸鉀
Ⅲ實驗步驟：略
Ⅳ實驗數據：

實驗 編號	KClO3（g）	氧化物			產生氣體（mL）	耗時（s）
		化學式	質量（g）	回收	（已折算到標況）
1	0.60	-	-	-	10	480
2	0.60	MnO2	0.20	90%	67.2	36.5
3	0.60	CuO	0.20	90%	67.2	79.5
4	0.60	Fe2O3	0.20	90%	67.2	34.7
5	0.60	Cr2O3	0.20	異常	67.2	188.3

Ⅴ實驗討論：
（1）在氧化物的回收過程中，要進行過濾操作，所用的玻璃儀器是玻璃棒、

 

、

 

．
（2）實驗編號3的實驗中KClO₃的分解率為

 

%（保留一位小數）．
（3）在用Cr₂O₃ 做研究實驗時，發現有刺激性氣味的氣體產生，同時綠色的混合物變成了橘黃色．該刺激性氣體是

 

（填分子式），可用

 

試紙檢驗．上述異�，F象產生的原因是

 

．
Ⅵ實驗結論：

 

．

Answer 1

分析：I 課題名稱：根據提供的試劑分析其催化作用來解答；
II 根據實驗操作分析所用儀器；
V 實驗討論：
（1）根據過濾的操作分析；
（2）根據氧氣的體積來計算分解的氯酸鉀，再計算其分解率；
（3）根據元素及氧化還原反應來推測產物，再根據物質的性質進行檢驗；
VI 實驗結論：根據 實驗的情況及實驗的耗時來得出催化劑效果較好的物質．

解答：解：I 課題名稱：因二氧化錳能催化氯酸鉀受熱分解，根據提供的試劑有氧化鐵、氧化銅、氧化鉻等，則含該實驗來探究二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻的氧化能力的比較，
故答案為：探究氧化鐵、氧化銅、氧化鉻對氯酸鉀受熱分解反應的催化作用；
II 除了題目中給出的儀器以外還需要反應容器，加熱儀器，計時儀器，所以還需要大試管、酒精燈、計時器，故答案為：大試管；酒精燈；計時器；
V 實驗討論：
（1）在氧化物的回收過程中，要進行過濾操作，所用的玻璃儀器是玻璃棒、普通漏斗、燒杯，故答案為：普通漏斗；燒杯；
（2）實驗編號3中生成氧氣為

67.2×10-3L

22.4L/mol

=0.003mol，由2KClO₃

催化劑 .

△

2KCl+3O₂↑可知，分解的氯酸鉀為0.002mol×122.5g/mol=0.245g，則其分解率為

0.245g

0.60g

×100%=40.8%，故答案為：40.8；
（3）用Cr₂O₃做研究實驗時，發現有刺激性氣味的氣體產生，同時綠色的混合物變成了橘黃色，則Cr元素的化合價升高，Cl元素的化合價降低，氯酸鉀與氧化鉻發生了氧化還原反應，生成氯氣，其化學式為Cl₂，氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，則可以使用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗氯氣，
故答案為：Cl₂；濕潤的淀粉碘化鉀；KClO₃與Cr₂O₃發生了氧化還原反應；
VI 實驗結論：因氧化鐵和二氧化錳作催化劑時，時間少，相比較來說，其催化能力好，
故答案為：氧化鐵的催化能力和二氧化錳的催化能力較好．

點評：本題考查化學反應速率影響的因素，探究催化劑對化學反應速率的影響及催化效果，注意實驗過程及實驗現象、結論，能夠較好的考查學生綜合應用知識的能力．