Question

实验室制氧气的方法有好几种，加热氯酸钾和二氧化锰的混合物可以制得氧气（反应后生成物除了氧气还有氯化钾，氯化钾能溶解于水，二氧化锰不溶于水），为了证明其中二氧化锰是反应的催化剂，可以设计加热氯酸钾和氯酸钾与二氧化锰的混合物两个对比实验，比较生成氧气速率的大小．试回答下列问题：
（1）进行对比实验可用带火星的木条来检查生成的氧气，若不用带火星的木条，你还能用什么简单的方法来检查生成氧气的速率大小？______；根据观察到的什么现象判断的？______．
（2）若要进一步证明二氧化锰是反应的催化剂而不是一般的反应物，在上述的实验中还要用到托盘天平，其作用是 ______．为了从反应后的固体残渣中得到干燥的二氧化锰固体，需要依次经过的 ______、______和洗涤、烘干四步主要步骤．
（3）最后要确证二氧化锰是氯酸钾制氧气的催化剂，还需要一个实验来证明二氧化锰在反应前后 ______不变．

Answer

本题很好地将催化剂的探究和实验操作有机结合起来，并且在催化剂的探究上引导学生积极创新思维，而不是拘泥于教材．解题时要注意题目从前后寻找解决问题的方法．
【解析】
题目的情景是为了证明二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂，设计了氯酸钾和氯酸钾与二氧化锰混合物受热的对比实验．后期就要结合催化剂的三特征（一个改变，两个不变）来论证和展开．
   （1）这个过程，要对比的是反应速率的改变．对于速率的对比，我们可以采用比较生成一瓶氧气的时间长短，也可用带火星的木条看看在瓶口复燃需要的时间长短．而题目让我们不适用带火星的木条，那么我们也可以采用观察气泡生成的快慢的方式．无论采用什么实验，注意要操作简单，现象明显，还是就是原理要一目了然．
   （2）若要进一步证明二氧化锰是反应的催化剂而不是一般的反应物，在上述的实验中还要用到托盘天平．催化剂特征中有质量不变一点，所以要证明二氧化锰是催化剂，就要证明二氧化锰的质量没有发生改变．所以就用到了天平．问题也可以倒置，天平称量→称什么的质量→为什么要称该物质的质量．由于是关注二氧化锰的质量，而反应后的固体是混合物，所以就需要将之分离．根据题干提示的信息，二氧化锰不溶于水，所以就要用到溶解、过滤的操作．
  （3）这一问要求回答催化剂的确认还需要做什么工作，在催化剂的三个特征中我们已经论证了两个，只剩下化学性质的论证，所以就是要论证化学性质的不变．至于什么实验可以来证明，可以向先前加入了二氧化锰的试管中继续加入氯酸钾，看已经不再产生氧气的试管中是否能够继续产生氧气，若能，就证明二氧化锰能够继续催化，也就是保持了能够继续催化的化学性质．
故答案：
（1）给试管塞上带导管的塞子，把导管放入水中，同时加热；观察导管口生成的气泡速率．
（2）称量反应前后二氧化锰的质量，溶解、过滤．
（3）化学性质．