Question

實(shí)驗(yàn)室制氧氣的方法有好幾種，加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物可以制得氧氣（反應(yīng)后生成物除了氧氣還有氯化鉀，氯化鉀能溶解于水，二氧化錳不溶于水），為了證明其中二氧化錳是反應(yīng)的催化劑，可以設(shè)計(jì)加熱氯酸鉀和氯酸鉀與二氧化錳的混合物兩個(gè)對比實(shí)驗(yàn)，比較生成氧氣速率的大小．試回答下列問題：
（1）進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)可用帶火星的木條來檢查生成的氧氣，若不用帶火星的木條，你還能用什么簡單的方法來檢查生成氧氣的速率大小？______；根據(jù)觀察到的什么現(xiàn)象判斷的？______．
（2）若要進(jìn)一步證明二氧化錳是反應(yīng)的催化劑而不是一般的反應(yīng)物，在上述的實(shí)驗(yàn)中還要用到托盤天平，其作用是 ______．為了從反應(yīng)后的固體殘?jiān)�中得到干燥的二氧化錳固體，需要依次經(jīng)過的 ______、______和洗滌、烘干四步主要步驟．
（3）最后要確證二氧化錳是氯酸鉀制氧氣的催化劑，還需要一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明二氧化錳在反應(yīng)前后 ______不變．

Answer 1

題目的情景是為了證明二氧化錳是氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑，設(shè)計(jì)了氯酸鉀和氯酸鉀與二氧化錳混合物受熱的對比實(shí)驗(yàn)．后期就要結(jié)合催化劑的三特征（一個(gè)改變，兩個(gè)不變）來論證和展開．
   （1）這個(gè)過程，要對比的是反應(yīng)速率的改變．對于速率的對比，我們可以采用比較生成一瓶氧氣的時(shí)間長短，也可用帶火星的木條看看在瓶口復(fù)燃需要的時(shí)間長短．而題目讓我們不適用帶火星的木條，那么我們也可以采用觀察氣泡生成的快慢的方式．無論采用什么實(shí)驗(yàn)，注意要操作簡單，現(xiàn)象明顯，還是就是原理要一目了然．
   （2）若要進(jìn)一步證明二氧化錳是反應(yīng)的催化劑而不是一般的反應(yīng)物，在上述的實(shí)驗(yàn)中還要用到托盤天平．催化劑特征中有質(zhì)量不變一點(diǎn)，所以要證明二氧化錳是催化劑，就要證明二氧化錳的質(zhì)量沒有發(fā)生改變．所以就用到了天平．問題也可以倒置，天平稱量→稱什么的質(zhì)量→為什么要稱該物質(zhì)的質(zhì)量．由于是關(guān)注二氧化錳的質(zhì)量，而反應(yīng)后的固體是混合物，所以就需要將之分離．根據(jù)題干提示的信息，二氧化錳不溶于水，所以就要用到溶解、過濾的操作．
  （3）這一問要求回答催化劑的確認(rèn)還需要做什么工作，在催化劑的三個(gè)特征中我們已經(jīng)論證了兩個(gè)，只剩下化學(xué)性質(zhì)的論證，所以就是要論證化學(xué)性質(zhì)的不變．至于什么實(shí)驗(yàn)可以來證明，可以向先前加入了二氧化錳的試管中繼續(xù)加入氯酸鉀，看已經(jīng)不再產(chǎn)生氧氣的試管中是否能夠繼續(xù)產(chǎn)生氧氣，若能，就證明二氧化錳能夠繼續(xù)催化，也就是保持了能夠繼續(xù)催化的化學(xué)性質(zhì)．
故答案：
（1）給試管塞上帶導(dǎo)管的塞子，把導(dǎo)管放入水中，同時(shí)加熱；觀察導(dǎo)管口生成的氣泡速率．
（2）稱量反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量，溶解、過濾．
（3）化學(xué)性質(zhì)．