Question

某同學對第四周期過渡元素產生濃厚的興趣．想探究是否只有MnO₂能催化KClO₃受熱分解？CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對氯酸鉀的受熱分解有沒有催化作用？若有催化作用，效率怎樣？請你與他一起進行實驗探究：
I．課題名稱：

探究CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對氯酸鉀的受熱分解反應的催化作用

．
Ⅱ．實驗儀器：略
實驗試劑：二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻和氯酸鉀
Ⅲ．實驗步驟：略
Ⅳ．實驗數據：

實驗 編號	KClO3 （g）	氧化物			產生氣體（mL） （已折算為標況）	耗時（s）
		化學式	質量（g）	回收
1	0.6	-	-	-	10	480
2	0.6	MnO2	0.20	90%	67.2	36.5
3	0.6	CuO	0.20	90%	67.2	79.5
4	0.6	Fe2O3	0.20	90%	67.2	34.7
5	0.6	Cr2O3	0.20	異常	67.2	188.3

V．實驗討論：
（1）請用編號3的實驗數據求得KClO₃的分解率：為

40.8%

%（保留一位小數）．
（2）在用Cr₂O₃做實驗時，有刺激性氣味的氣體產生，同時綠色的混合物變成橘黃色（K₂Cr₂O₇）．該刺激性氣體可能是

Cl₂

（填化學式），用

B

檢驗．（填序號）
A、濕潤的藍色石蕊試紙           B、濕潤的碘化鉀淀粉試紙
C、濕潤的PH試紙                D、濕潤的紅色石蕊試紙
Ⅵ．實驗結論：

氯化鐵和二氧化錳的催化能力較好

．

Answer 1

分析：I．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；
V．（1）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；
（2）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；
Ⅵ．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：I．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CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對氯酸鉀的受熱分解反應的催化作用；
V．（1）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%；
（2）根據元素守恒知，生成的刺激性氣味的氣體只能是氯氣，氯氣有氧化性，能置換出碘化鉀中的碘，碘遇淀粉變藍色，所以可用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗氯氣，故選B．
故答案為：Cl₂；B；
Ⅵ． 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：氯化鐵和二氧化錳的催化能力較好．

點評：本題考查了催化劑實驗的探究，難度不大，會分析圖表并由此得出結論．