Question

某校的探究小組同學(xué)想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用，設(shè)計了以下的對比實驗和操作步驟：
①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份中加入經(jīng)精確稱量的n g氧化銅粉末．
②將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢．
③停止加熱、冷卻，將原先混有氧化銅的反應(yīng)后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質(zhì)洗滌并干燥．
④觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色．
⑤將濾出固體物質(zhì)和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現(xiàn)象．
（1）從以上有關(guān)實驗步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進(jìn)：____________．
（2）有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作，請從如圖實驗裝置中選擇儀器中連接成一套實驗裝置，這套實驗裝置的連接順序是______接______、______接______、______接______接______（氣流的方向從左往右）．

Answer 1

解：（1）做對比實驗只能控制一個變量，即有無催化劑，其它因素應(yīng)都相同；故步驟①不夠嚴(yán)密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應(yīng)“取兩份等質(zhì)量的氯酸鉀”；要驗證催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量不變，故因為催化劑的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質(zhì)是否改變，所以要達(dá)到實驗?zāi)康�，第④步中�?yīng)改為“觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色，并準(zhǔn)確稱量干燥后濾出物的質(zhì)量”．
（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接g； f接d （或e）； e（或d）接b（或e）接f．
故答案為：
（1）第①、④兩步不嚴(yán)密；第①步中“任取兩份氯酸鉀”應(yīng)改為“準(zhǔn)確答量兩份等質(zhì)量的氯酸鉀”，第④步中應(yīng)改為“觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色，并準(zhǔn)確稱量干燥后濾出物的質(zhì)量；
（2）a接f； g接d （或e）； e（或d）接b（或）接f．
分析：（1）做對比實驗只能控制變量唯一，即有無催化劑，其它因素應(yīng)都應(yīng)相同．據(jù)此，步驟①不夠嚴(yán)密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應(yīng)“取兩份等質(zhì)量的氯酸鉀”；根據(jù)催化劑的概念，反應(yīng)后催化劑的性質(zhì)和質(zhì)量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質(zhì)是否改變，所以要達(dá)到實驗?zāi)康�，第④步中�?yīng)改為“觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色，并準(zhǔn)確稱量干燥后濾出物的質(zhì)量”．
（3）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．
點評：了解二氧化錳在此反應(yīng)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(yīng)原理．