Question

【題目】科學(xué)探究是奇妙的過(guò)程，請(qǐng)你一起參與實(shí)驗(yàn)探究。

（提出問(wèn)題）不同的氧化物在氯酸鉀制取氧氣實(shí)驗(yàn)中能否起催化作用

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）按下表完成實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	氯酸鉀質(zhì)量	氧化物	產(chǎn)生氣體的體積	耗時(shí)
1	0.6g	/	9.8mL	480s
2	0.6g	0.2g二氧化錳	67mL	36.5s
3	0.6g	0.2g氧化鐵	67mL	89.5s

（1）寫出實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)的化學(xué)方程式_____；

（2）測(cè)量實(shí)驗(yàn)3中氧氣的體積，所需的量筒規(guī)格為_____（選填“10”、“50”或“100”）mL；

（3）為證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，同學(xué)們又完成了以下的實(shí)驗(yàn)：

Ⅰ在實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)后的混合物中加足量的水溶解，過(guò)濾，將濾渣洗滌并干燥，用電子天平稱量，質(zhì)量為0.2g；

Ⅱ將過(guò)量的CO通入濾出的固體，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分析研究。

甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下：

裝置	現(xiàn)象	結(jié)論
A	紅色固體全部變黑	生成了鐵
B	______	產(chǎn)生了二氧化碳

A處的化學(xué)方程式：_____。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）以上實(shí)驗(yàn)證明氧化鐵能作為氯酸鉀受熱分解的催化劑。兩種氧化物相比，_____（選填“二氧化錳”或“氧化鐵”）的催化效果好。

（定量計(jì)算）若該實(shí)驗(yàn)玻璃管中的固體質(zhì)量減少了0.03克，求：（寫出計(jì)算過(guò)程）

①氧化鐵的質(zhì)量？_____

②生成多少克的鐵？_____

（交流反思）上圖所示實(shí)驗(yàn)裝置存在不足之處，理由是_____。

Answer 1

【答案】2KClO32KCl+3O2↑ 100 澄清石灰水變渾濁 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 二氧化錳 0.1g 0.07g 沒(méi)有參加反應(yīng)的一氧化碳會(huì)污染空氣

【解析】

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]

（1）實(shí)驗(yàn)2是氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO32KCl+3O2↑；故填：2KClO32KCl+3O2↑；
（2）量筒使用時(shí)，應(yīng)該采用就近原則，所以測(cè)量實(shí)驗(yàn)3中氧氣的體積為67mL，所需的量筒規(guī)格為100mL；故填：100；
（3）二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣沉淀和水，所以

裝置	現(xiàn)象	結(jié)論
A	紅色固體全部變黑	生成了鐵
B	澄清石灰水變渾濁	產(chǎn)生了二氧化碳

故填：澄清石灰水變渾濁；

A處是氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]

從表中的數(shù)據(jù)可知，在氣體條件相同的條件下，用二氧化錳做催化劑時(shí)，耗時(shí)36.5s；用氧化鐵做催化劑時(shí)耗時(shí)89.5s，所以二氧化錳的催化效果好；

故填：二氧化錳；

[定量計(jì)算]

①該實(shí)驗(yàn)玻璃管中的固體質(zhì)量減少了0.03克，即氧化鐵中氧元素的質(zhì)量為0.03g，則氧化鐵的質(zhì)量為：0.03g÷=0.1g；

②0.1g氧化鐵中鐵的質(zhì)量為：0.1g×=0.07g；

故填：0.1g；0.07g；

[交流反思]

上圖所示實(shí)驗(yàn)沒(méi)有尾氣處理裝置，沒(méi)有參加反應(yīng)的一氧化碳會(huì)污染空氣。

故填：沒(méi)有參加反應(yīng)的一氧化碳會(huì)污染空氣。