Question

某校的探究小組同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設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后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質洗滌并干燥．
④觀察濾出固體物質的狀態(tài)、顏色．
⑤將濾出固體物質和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應產生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現象．
（1）從以上有關實驗步驟的敘述中可發(fā)現操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進：____________．
（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，其它因素應都相同；故步驟①不夠嚴密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應“取兩份等質量的氯酸鉀”；要驗證催化劑反應前后質量不變，故因為催化劑的化學性質和質量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質是否改變，所以要達到實驗目的，第④步中應改為“觀察濾出固體物質的狀態(tài)、顏色，并準確稱量干燥后濾出物的質量”．
（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、④兩步不嚴密；第①步中“任取兩份氯酸鉀”應改為“準確答量兩份等質量的氯酸鉀”，第④步中應改為“觀察濾出固體物質的狀態(tài)、顏色，并準確稱量干燥后濾出物的質量；
（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，其它因素應都應相同．據此，步驟①不夠嚴密，絕不能“任取兩份氯酸鉀”，而應“取兩份等質量的氯酸鉀”；根據催化劑的概念，反應后催化劑的性質和質量都保持不變，而步驟⑤只檢驗了氧化銅的性質是否改變，所以要達到實驗目的，第④步中應改為“觀察濾出固體物質的狀態(tài)、顏色，并準確稱量干燥后濾出物的質量”．
（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原理．