Question

某同學(xué)對(duì)第四周期過渡元素產(chǎn)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(duì)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(qǐng)你與他一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：
I．課題名稱：

探究氧化鐵、氧化銅、氧化鉻對(duì)氯酸鉀受熱分解反應(yīng)的催化作用（或二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻催化能力的比較）

．
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)儀器：略
實(shí)驗(yàn)試劑：二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻和氯酸鉀
Ⅲ．實(shí)驗(yàn)步驟：略
Ⅳ．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	KClO3 （g）	氧化物			產(chǎn)生氣體（mL） （已折算為標(biāo)況）	耗時(shí)（s）
		化學(xué)式	質(zhì)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(shí)驗(yàn)討論：
（1）請(qǐng)用編號(hào)3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得KClO₃的分解率：為

40.8

%（保留一位小數(shù)）．
（2）在用Cr₂O₃做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，同時(shí)綠色的混合物變成橘黃色（K₂Cr₂O₇）．該刺激性氣體可能是

濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙

（填化學(xué)式），可用

濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙

試紙檢驗(yàn)該氣體．
Ⅵ．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

氧化鐵、氧化銅、二氧化錳等都可作為KClO₃受熱分解的催化劑（或氧化鐵和二氧化錳的催化能力較好）

．

Answer 1

分析：I．本實(shí)驗(yàn)的目的是探究CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對(duì)氯酸鉀的受熱分解有沒有催化作用，根據(jù)課題目的確定實(shí)驗(yàn)名稱；
V．（1）先根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)氯酸鉀和氧氣的關(guān)系式計(jì)算氯酸鉀的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計(jì)算反應(yīng)的氯酸鉀的質(zhì)量，再計(jì)算分解的氯酸鉀與加入的氯酸鉀的質(zhì)量之比即可；
（2）根據(jù)元素守恒及題意判斷生成物，氯氣有氧化性，能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀變藍(lán)；
Ⅵ．根據(jù)圖表中回收的氧化物及耗時(shí)與二氧化錳作比較分析．

解答：解：I．根據(jù)題干提出的問題，可以知道本實(shí)驗(yàn)的目的是探究CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃等對(duì)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(duì)氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)的催化作用，
故答案為：探究氧化鐵、氧化銅、氧化鉻對(duì)氯酸鉀受熱分解反應(yīng)的催化作用（或二氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鉻催化能力的比較）；
V．（1）生成氧氣的物質(zhì)的量為n=

V

Vm

=

0.0672L

22.4L/mol

=0.003mol，
2KClO₃

CuO  .

△

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

0.245g

0.6g

=40.8%，故答案為：40.8%；
（2）根據(jù)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(lán)色，所以可用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)氯氣，
故答案為：Cl₂；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；
Ⅵ． 根據(jù)圖表中回收的氧化物及耗時(shí)分析，CuO、Cr₂O₃ 與二氧化錳比較，耗時(shí)較長(zhǎng)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：氧化鐵、氧化銅、二氧化錳等都可作為KClO₃受熱分解的催化劑（或氧化鐵和二氧化錳的催化能力較好）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了催化劑實(shí)驗(yàn)的探究，難度不大，會(huì)分析圖表并由此得出結(jié)論未解答的關(guān)鍵．