Question

已知催化劑是能改變化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有改變的物質．某班級化學小組同學在學習了催化劑的知識后，他們想探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(xù)操作：
①稱量兩份氯酸鉀各4g，分別放入A和B兩支相同的試管中，再稱量1.5g氧化銅放入A試管中．
②將A和B試管同時在相同的條件下正確加熱，經檢驗A試管40秒后開始產生氧氣，B試管2分鐘后開始產生氧氣．
③停止加熱、冷卻，將A試管反應后的混合物加水充分溶解，認真過濾，得濾出物，洗滌并干燥．
④觀察濾出物的狀態(tài)和顏色．
⑤稱量濾出物的質量為1.5g．
⑥將濾出物和炭粉混合，在密閉容器中高溫加熱，將反應產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察到澄清石灰水變渾濁．
請回答：
（1）若省略操作⑤，能否達到實驗目的？

 

，為什么？

 

．
（2）若用如圖實驗裝置（每個裝置都備有多套）和相應操作替換第⑥步實驗，也可以達到實驗目的．請把圖中儀器連接成一套符合實驗目的實驗裝置，這套實驗裝置的接口連接順序是（填寫各接口的字母）：
a接

 

；f接

 

；

 

接d；e接b．（氣流的方向從左往右）．在已連接好的裝置中，乙裝置的作用是

 

．

（3）經上述探究過程后得出的結論是：氧化銅

 

作氯酸鉀制氧氣時的催化劑．（填“能”或“不能”）

Answer 1

考點：催化劑的特點與催化作用,常見氣體的檢驗與除雜方法,碳的化學性質

專題：科學探究

分析：（1）此實驗目的：“探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”若不稱量濾出物氧化銅的質量，就不能判斷反應前后氧化銅的質量是否發(fā)生了改變；
（2）用H₂代替炭粉來還原氧化銅的順序：鋅與硫酸制取氫氣→濃硫酸干燥氣體→濾出物主要為氧化銅，氫氣還原氧化銅．掌握無水硫酸銅遇水變藍的性質；
（3）經過實驗證明氧化銅的質量在反應前后不變，而改變反應速率，符合催化劑的特點．

解答：解：
（1）根據題意，此實驗目的：“探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”若不稱量濾出物氧化銅的質量，就不能判斷反應前后氧化銅的質量是否發(fā)生了改變；
（2）用H₂代替炭粉來還原氧化銅的順序：鋅與硫酸制取氫氣→濃硫酸干燥氣體→濾出物主要為氧化銅，氫氣還原氧化銅→無水硫酸銅驗證水分；故這個實驗裝置的接口連接順序是a→g；f→b；c（或c；b）→d；e（或e；d）→b（或c）；乙裝置的作用是在丙裝置中反應發(fā)生前，確認水蒸氣是否除干凈．在丙裝置中反應發(fā)生后，檢驗是否有水生成；
（3）根據“⑤稱量濾出物的質量為1.5g．⑥將濾出物和炭粉混合，在密閉容器中高溫加熱，將反應產生的氣體通入澄清石灰水中，觀察到澄清石灰水變渾濁．”推測氧化銅的化學性質和質量都保持不變，而“②將A和B試管同時在相同的條件下正確加熱，經檢驗A試管40秒后開始產生氧氣，B試管2分鐘后開始產生氧氣”，說明氧化銅改變了氯酸鉀的反應速率，故符合催化劑的特點．故經上述探究過程后得出的結論是：氧化銅能作氯酸鉀制氧氣時的催化劑．
故答案為：
（1）不能．若不稱量濾出物氧化銅的質量，就不能判斷反應前后氧化銅的質量是否發(fā)生了改變．
（2）a→g；f→b；c（或c；b）→d；e（或e；d）→b（或c）；
在丙裝置中反應發(fā)生前，確認水蒸氣是否除干凈．在丙裝置中反應發(fā)生后，檢驗是否有水生成．
（3）能．

點評：了解二氧化錳在此反應中是催化劑的作用，掌握其特點：“一變二不變”；了解儀器的裝配或連接；掌握實驗室制取氧氣的反應原理．