Question

12．在老師的指導(dǎo)下，某學(xué)習(xí)小組利用如圖1所示裝置對(duì)氯酸鉀（KClO₃）制氧氣進(jìn)行了深入的探究學(xué)習(xí)．
資料：
①KClO₃的熔點(diǎn)約為356℃，MnO₂的分解溫度約為535℃．用酒精燈物質(zhì)加熱，受熱物質(zhì)的溫度一般約為400℃左右；
②不同配比是指KClO₃和MnO₂混合物中，KClO₃和MnO₂的質(zhì)量比；
③氯酸鉀分解時(shí)，傳感器得到氧氣濃度隨溫度的變化示意圖及不同配比時(shí)氧氣濃度隨溫度的變化示意圖如圖：
請(qǐng)回答問題：
（1）分析圖2，KClO₃分解溫度高于（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔點(diǎn)．
（2）分析圖2，在KClO₃分解前，傳感器得到氧氣濃度降低的可能原因是試管內(nèi)氣壓增大，排出一部分空氣，氯酸鉀還沒有分解生成氧氣．
（3）分析圖3，KClO₃分解溫度隨物質(zhì)配比變化的規(guī)律是配比越大，分解溫度越高，當(dāng)物質(zhì)配比為1：2是，KClO₃分解溫度約為75℃．
（4）為證實(shí)MnO₂的催化作用，小組同學(xué)利用如圖4裝置進(jìn)行如表所示的實(shí)驗(yàn)：

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	檢查氣密性
Ⅱ	分別在“Y”形管兩側(cè)支管中加入少量MnO2和KClO3，塞緊橡皮塞．	沒有明顯現(xiàn)象
Ⅲ	分別先后加熱MnO2和KClO3，用帶火星木條放在導(dǎo)管口．加熱右（填“左”或“右”）側(cè)支管后，帶火星木條復(fù)燃．	木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃
Ⅳ	冷卻后，將“Y”形管左側(cè)支管中部分MnO2混入右側(cè)支管中，振蕩“Y”形管，加熱，用帶火星木條放在導(dǎo)管口．	加熱時(shí)間短于步驟Ⅲ，木條即復(fù)燃

請(qǐng)回答：
①完善步驟Ⅲ中的填空：加熱右側(cè)支管后，帶火星木條復(fù)燃，木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃．
②步驟Ⅳ中，將MnO₂混入右側(cè)支管有余熱的KClO₃中的操作方法是將Y形管向右傾斜，使二氧化錳進(jìn)入右邊的支管中．

③步驟Ⅳ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能否說(shuō)明MnO₂是KClO₃分解的催化劑？不能（填“能”或“不能”），如不能，還需證明在此反應(yīng)中MnO₂的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
（5）將29.4gKClO₃和MnO₂混合物以5：1配比加熱至完全反應(yīng)，如圖5中？的值應(yīng)為D
A．4.9    B．9.6     C．14.9   D．19.8．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可知氯酸鉀的分解溫度大約是380℃，以及氯酸鉀的熔點(diǎn)是356℃進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的空氣受熱膨脹，會(huì)發(fā)生逸出，導(dǎo)致裝置內(nèi)的氧氣濃度降低進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)圖3中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)氯酸鉀單獨(dú)受熱分解生成的氧氣速率較慢，單獨(dú)加熱加熱二氧化錳不會(huì)生成氧氣，二氧化錳可以加快氯酸鉀的分解速率等知識(shí)進(jìn)行分析；
根據(jù)催化劑的定義進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)29.4gKClO₃和MnO₂混合物以5：1配比求出氯酸鉀的質(zhì)量，然后結(jié)合氯酸鉀分解的化學(xué)方程式計(jì)算得到的氯化鉀質(zhì)量，然后計(jì)算得到的剩余固體質(zhì)量進(jìn)行分析．

解答 解：（1）通過(guò)圖中的數(shù)據(jù)可知氯酸鉀的分解溫度大約是380℃，以及氯酸鉀的熔點(diǎn)是356℃，所以KClO₃分解溫度高于其熔點(diǎn)；
（2）實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的空氣受熱膨脹，會(huì)發(fā)生逸出，導(dǎo)致裝置內(nèi)的氧氣濃度降低，所以在KClO₃分解前，傳感器得到氧氣濃度降低的可能原因是：試管內(nèi)氣壓增大，排出一部分空氣，氯酸鉀還沒有分解生成氧氣；
（3）通過(guò)分析圖3中氯酸鉀的分解數(shù)據(jù)可知，KClO₃分解溫度隨物質(zhì)配比變化的規(guī)律是配比越大，分解溫度越高，當(dāng)物質(zhì)配比為1：2是，KClO₃分解溫度約為75℃；
（4）氯酸鉀單獨(dú)受熱分解生成的氧氣速率較慢，單獨(dú)加熱加熱二氧化錳不會(huì)生成氧氣，二氧化錳可以加快氯酸鉀的分解速率，所以

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	檢查氣密性
Ⅱ	分別在“Y”形管兩側(cè)支管中加入少量MnO2和KClO3，塞緊橡皮塞．	沒有明顯現(xiàn)象
Ⅲ	分別先后加熱MnO2和KClO3，用帶火星木條放在導(dǎo)管口．加熱右側(cè)支管后，帶火星木條復(fù)燃．	木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃
Ⅳ	冷卻后，將“Y”形管左側(cè)支管中部分MnO2混入右側(cè)支管中，振蕩“Y”形管，加熱，用帶火星木條放在導(dǎo)管口．	加熱時(shí)間短于步驟Ⅲ，木條即復(fù)燃

①完善步驟Ⅲ中的填空：加熱右側(cè)支管后，帶火星木條復(fù)燃，木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃；
②步驟Ⅳ中，將MnO₂混入右側(cè)支管有余熱的KClO₃中的操作方法是：將Y形管向右傾斜，使二氧化錳進(jìn)入右邊的支管中；
③在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率（既能提高也能降低），而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)叫做催化劑，所以步驟Ⅳ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能說(shuō)明MnO₂是KClO₃分解的催化劑，還需證明在此反應(yīng)中MnO₂的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（5）29.4gKClO₃和MnO₂混合物以5：1，所以氯酸鉀的質(zhì)量為：29.4g×$\frac{5}{6}$=24.5g，二氧化錳的質(zhì)量為：29.4g-24.5g=4.9g，
設(shè)生成氯化鉀的質(zhì)量為x，
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245          149
24.5g          x
 $\frac{245}{24.5g}$=$\frac{149}{x}$
   x=14.9g
所以剩余固體的質(zhì)量為：14.9g+4.9g=19.8g．
故選：D．
故答案為：（1）高于；
（2）試管內(nèi)氣壓增大，排出一部分空氣，氯酸鉀還沒有分解生成氧氣；
（3）配比越大，分解溫度越高，75℃；
（4）

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	檢查氣密性
Ⅱ	分別在“Y”形管兩側(cè)支管中加入少量MnO2和KClO3，塞緊橡皮塞．	沒有明顯現(xiàn)象
Ⅲ	分別先后加熱MnO2和KClO3，用帶火星木條放在導(dǎo)管口．加熱右側(cè)支管后，帶火星木條復(fù)燃．	木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃
Ⅳ	冷卻后，將“Y”形管左側(cè)支管中部分MnO2混入右側(cè)支管中，振蕩“Y”形管，加熱，用帶火星木條放在導(dǎo)管口．	加熱時(shí)間短于步驟Ⅲ，木條即復(fù)燃

①加熱右側(cè)支管后，帶火星木條復(fù)燃，木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃；
②將Y形管向右傾斜，使二氧化錳進(jìn)入右邊的支管中；
③不能，質(zhì)量，化學(xué)性質(zhì)；
（5）D．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問題，讓結(jié)合學(xué)過(guò)的知識(shí)和題中所給的提示進(jìn)行解答．