Question

某班級的探究小組同學在學習了催化劑的知識后，上網查閱，獲得以下信息： (1)氯酸鉀氯化鉀+氧氣

(2)碳+氧化銅銅+二氧化碳

(3)黑色氧化銅不溶于水，氯化鉀、氯酸鉀易溶于水

他們想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設計了以下的對比實驗和后續操作。

①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支相同的試管中，在其中一份中加入精確稱量的n g氧化銅粉末。

②將兩份氯酸鉀同時在相同條件下正確加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。

③停止加熱，冷卻，將原來混有氧化銅的反應后的混合物加水溶解，小心過濾，得出濾出物，洗滌并干燥。

④觀察濾出物的狀態和顏色。

⑤將濾出物和炭粉混合，在密閉容器中高溫加熱，將反應后產生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現象。

（1）以上實驗步驟，有一步不夠嚴密，請你指出是哪一步？_________。

（2）要達到實驗目的，除改進不嚴密的實驗步驟外，還必須增加一個實驗步驟，這個實驗步驟是_________________________。

（3）實驗⑤的目的是什么？為達到此目的，我們還可如何操作？

Answer 1

思路解析：這是一道研究化學原理知識的探究題，重在考查對某化學原理——氯酸鉀分解反應中催化劑作用的理論認識，以及通過較規范的實驗探討此認識的能力。

首先，要有對催化劑概念確切的把握。能夠改變其他物質反應的速率，而本身的質量和化學性質在反應前后不發生改變，這樣的物質叫做催化劑。催化劑的基本特點有兩條：一是改變其他物質化學反應速率；二是反應前后本身的質量和化學性質不改變。以實驗探討氯酸鉀分解反應中氧化銅能否起催化作用，要求實驗設計必須包含以下內容：比較相同溫度等條件下，純凈氯酸鉀和相同質量的混有氧化銅粉末的氯酸鉀反應速率是否相同，要通過放出氧氣的快慢（如冒氣泡的速率），從現象上加以確證。要對反應前和反應后的氧化銅的質量分別進行稱量，以確定其質量是否改變；要對反應后的氧化銅的化學性質（如能否與碳反應）進行實驗，從現象上加以確證。

對照所給的實驗方案，發現步驟①任取兩份氯酸鉀，做對比實驗時，該方法不夠嚴密；此方案的最大問題是沒有稱量反應前后氧化銅的質量，無法證明反應前后氧化銅質量不改變，從而無法全面、準確地認識氧化銅在氯酸鉀分解反應中起催化作用。實驗第⑤步做碳還原氧化銅的實驗并觀察黑色粉末變為亮紅色，以及澄清石灰水變渾濁的現象，旨在證明氧化銅仍有在高溫下與碳發生反應的性質。即化學反應前后，氧化銅的化學性質未改變。我們可以將過濾干燥過的氧化銅放入另一份質量相同的氯酸鉀中，重復②的操作，證明氧化銅的化學性質在反應前后不變的事實。

答案：（1）第①步  （2）精確稱量濾出物的質量（3）將③步得到的氧化銅加入氯酸鉀中，重復②的操作。