某興趣小組同學對實驗室制取氧氣的催化劑進行如下探究:
提出問題:二氧化錳常作為氯酸鉀分解制取氧氣的催化劑,其他氧化物是否也能催化氯酸鉀分解呢?
查閱資料:研究表明,許多金屬氧化物對氯酸鉀的分解(分解時放出熱量)有催化作用。分別用下列金屬氧化物作催化劑,氯酸鉀開始發(fā)生分解反應和反應劇烈時的溫度如表所示:
|
氧化鐵 |
氧化鋁 |
氧化銅 |
氧化鎂 |
開始反應(℃) |
420 |
515 |
305 |
490 |
劇烈反應(℃) |
490 |
540 |
350 |
545 |
(1)用氯酸鉀制取氧氣,若不用二氧化錳作催化劑,最好選用的金屬氧化物是
氧化銅
氧化銅
。
設計并完成實驗:
Ⅰ.將3.0g氯酸鉀放在試管中加熱
Ⅱ.將3.0g氯酸鉀與1.0g二氧化錳混合均勻加熱。
Ⅲ.將xg氯酸鉀與1.0g氧化銅混合均勻加熱
(2)實驗Ⅲ中x的值應為
3.0
3.0
,實驗
Ⅰ
Ⅰ
和Ⅲ比較可證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率。
實驗現(xiàn)象分析:將實驗Ⅲ反應后的固體加水溶解、過濾、洗滌、干燥,若稱量得到1.0g黑色粉末,再將黑色粉末和xg氯酸鉀混合加熱,現(xiàn)象與實驗Ⅲ相同。
(3)在相同溫度下比較兩組實驗產(chǎn)生氧氣的快慢,通常可采用的方法有
比較收集相同體積氧氣需要的時間;比較相同時間內收集的氧氣體積
比較收集相同體積氧氣需要的時間;比較相同時間內收集的氧氣體積
。
結論:氧化銅也能做氯酸鉀分解的催化劑。
(4)實驗Ⅲ反應的文字表達式為
。