Question

20．實驗室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳混合物的方法制取氧氣，寫出該化學(xué)反應(yīng)的符號表達(dá)式：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
小芳發(fā)現(xiàn)，氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進(jìn)行如下探究：
提出猜想
除MnO₂、CuO外，F(xiàn)e₂O₃也可以作KClO₃分解的催化劑．
完成實驗
按下表進(jìn)行實驗，并測定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）．

實驗編號	實驗藥品	分解溫度（℃）
①	KClO3	580
②	KClO3、MnO2（質(zhì)量比1：1）	350
③	KClO3、CuO（質(zhì)量比1：1）	370
④	KClO3、Fe2O3（質(zhì)量比1：1）	390

分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論
（1）由實驗①與實驗4對比，證明猜想合理；
（2）實驗所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是Mn0₂．
反思
（1）若要證明Fe₂O₃是該反應(yīng)的催化劑，還要驗證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（3）實驗室也可以用分解過氧化氫溶液來制取氧氣，寫出該化學(xué)反應(yīng)的符號表達(dá)式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（4）猜想：影響過氧化氫溶液分解反應(yīng)的速率是催化劑的種類，試設(shè)計實驗驗證：催化劑種類；取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間即可．

Answer 1

分析 根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣進(jìn)行分析；
【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論}
（1）根據(jù)對照試驗要求只有一個變量，其他條件都相同進(jìn)行分析回答；
（2）根據(jù)分解時所需溫度最低的，催化效果越好進(jìn)行分析；
【反思】（1）根據(jù)催化劑的定義進(jìn)行分析回答；
（2）根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)過氧化氫分解制取氧氣時，分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響設(shè)計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性．

解答 解：氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】（1）催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，可選擇加催化劑和不加催化劑的進(jìn)行比較分解溫度即可，要想證明除Mn0₂、CuO外，F(xiàn)e₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化劑，可選擇實驗①和實驗④對比，證明猜想合理；
（2）分解時所需溫度最低的，催化效果越好，所以催化效果最好的是：Mn0₂；
【反思】（1）催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)，所以要證明Fe₂0₃是該反應(yīng)的催化劑，還要驗證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（2）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）影響過氧化氫分解速率的因素還有催化劑的種類．可以取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間即可，所以設(shè)計的驗證方法是：催化劑種類；取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間即可．
故答案為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】（1）①；
（2）Mn0₂；
【反思】（1）質(zhì)量，化學(xué)性質(zhì)；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）催化劑種類；取濃度相同、質(zhì)量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質(zhì)量的催化劑進(jìn)行實驗，測定收集150mL氧氣所需的時間即可．

點評 本題型要充分利用題目給出的信息，按照操作步驟進(jìn)行實驗，在進(jìn)行實驗對比時，要注意對照實驗的可比性．