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）氯酸鉀加熱可制取氧氣
（2）碳+氧化銅

高溫

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？

步驟①

（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

對經干燥后的濾出物進行稱量．

（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

分析：（1）做對比實驗只能控制變量唯一，即有無催化劑，其它因素應都應相同．據此，步驟①不夠嚴密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應“取兩份等質量的氯酸鉀”；
（2）根據催化劑的概念，反應后催化劑的性質和質量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質是否改變，所以要達到實驗目的，還必須在步驟④后加一步，即精確稱量濾出物的質量；
（3）實驗⑤的目的是驗證過濾出的物質的化學性質是否發生改變；還可以用H₂代替炭粉來還原氧化銅．

解答：解：（1）做對比實驗只能控制一個變量，即有無催化劑，其它因素應都相同；故步驟①不夠嚴密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應“取兩份等質量的氯酸鉀”；
故答案為：步驟①．
（2）因為催化劑的化學性質和質量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質是否改變，所以要達到實驗目的，還必須在步驟④后加一步，即精確稱量濾出物的質量；
故答案為：對經干燥后的濾出物進行稱量．
（3）實驗⑤的目的是驗證過濾出的物質的化學性質是否發生改變；還可以用H₂代替炭粉來還原氧化銅．用無水硫酸銅驗證水分．
故答案為：驗證過濾出的物質的化學性質是否發生改變；用H₂代替炭粉來還原氧化銅．

點評：探究反應的催化劑，除進行反應速率比較外，還要探究反應前后化學性質和質量不變．