Question

（2008?棗莊一模）學習元素周期律后，某研究性學習小組的同學們對第四周期過渡元素的氧化物產生了濃厚的興趣．在已知二氧化錳對氯酸鉀催化分解知識的基礎上，聯想到氧化鐵、氧化銅、氧化鉻等對氯酸鉀的分解是否有催化作用，對此他們進行了實驗研究．
請根據要求完成下列部分實驗報告：
（1）課題名稱：

探究氧化鐵、氧化銅、氧化鉻等對氯酸鉀分配是否有催化作用

．
（2）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、

試管、酒精燈、秒表

等．
實驗試劑：二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻和氯酸鉀
（3）實驗步驟：略
（4）實驗數據：

實驗 編號	KClO3/g	氧化物			產生氣體/mL （已折算到標況）	耗時/s
		化學式	質量/g	回收
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	90%	67.2	188.3

（5）實驗討論：
①在氧化物的回放過程中，要進行的操作是溶解、

過濾

、洗滌、

干燥

、稱量．
②實驗編號3的實驗中KClO₃的分解率為

40.8

（保留一位小數）．
③在和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．該刺激性氣味的氣體是

C1₂

，可用

濕潤的KI淀粉

試紙檢驗．上述異常現象產生的原因是

Cr₂O₃與KC1O₃發生氧化還原反應

．
（6）實驗結論

Fe₂O₃、CuO能對KC1O（3分）解起催化作用

．

Answer 1

分析：（1）本實驗的目的是探究CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對氯酸鉀的受熱分解有沒有催化作用，根據課題目的確定實驗名稱；
（2）試根據實驗要測定時間，所以應有秒表，還有反應容器和加熱儀器；
（5）①CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃都難溶于水，所以回收是要溶解、洗滌、過濾、干燥、稱量；
②先根據n=

V

Vm

計算氧氣的物質的量，再根據氯酸鉀和氧氣的關系式計算氯酸鉀的物質的量，根據m=nM計算反應的氯酸鉀的質量，再計算分解的氯酸鉀與加入的氯酸鉀的質量之比即可；
③根據元素守恒及題意判斷生成物，氯氣有氧化性，能使濕潤的淀粉碘化鉀變藍；
（6）根據圖表中回收的氧化物及耗時與二氧化錳作比較分析．

解答：解：（1）本實驗的目的是探究CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對氯酸鉀的受熱分解有沒有催化作用，所以其課題名稱為探究CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對氯酸鉀的受熱分解反應的催化作用．
故答案為：探究氧化鐵、氧化銅、氧化鉻等對氯酸鉀分配是否有催化作用；
（2）試根據實驗要測定時間，所以應有秒表，還有反應容器和加熱儀器，故答案為：試管、酒精燈、秒表；
（5）①CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃都難溶于水，所以回收是要溶解、洗滌、過濾、干燥、稱量，
故答案為：過濾、干燥；
②生成氧氣的物質的量為n=

V

Vm

=

0.0672L

22.4L/mol

=0.003mol，
2KCl₃

CuO  .

△

2KCl+3O₂↑
2mol               3mol  
0.002mol           0.003mol
所以反應的氯酸鉀的物質的量為 0.002mol，質量為m=nM=0.002mol×122.5g/mol=0.245g，
所以其分解率為

0.245g

0.6g

×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；
（6）根據圖表中回收的氧化物及耗時分析，CuO、Cr₂O₃ 與二氧化錳比較，耗時較長且Cr₂O₃ 的回收物有異常，氯化鐵和二氧化錳的催化能力相近．
故答案為：Fe₂O₃、CuO能對KC1O分解起催化作用．

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．