Question

19．實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物的方法制取氧氣，寫出反應(yīng)的文字表達(dá)式：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣．
某化學(xué)興趣小組發(fā)現(xiàn)：氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進(jìn)行如下探究：
【提出猜想】：除二氧化錳、氧化銅外，氧化鐵也可以作氯酸鉀分解的催化劑．
【完成實(shí)驗(yàn)】按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)用品	分解溫度
1	3.0g氯酸鉀	580
2	3.0g氯酸鉀和1.0g二氧化錳	350
3	3.0g氯酸鉀和1.0g氧化銅	370
4	x g氯酸鉀和1.0g氧化鐵	390

【分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論】
（1）實(shí)驗(yàn)4中x的值應(yīng)為3.0，由實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)4對(duì)比，證明猜想合理
（2）實(shí)驗(yàn)所用的三種物質(zhì)中，催化效果最好的是二氧化錳．
【反思】若要證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變．
【繼續(xù)探究】小組同學(xué)完成上述實(shí)驗(yàn)后，又深一步進(jìn)行“氧化銅用量與一定質(zhì)量氯酸鉀制取氧氣反應(yīng)速率關(guān)系”的探究，下表是他們的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你回答有關(guān)問題：

氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比	$\frac{1}{40}$	$\frac{1}{20}$	$\frac{1}{10}$	$\frac{1}{5}$	$\frac{1}{3}$	$\frac{1}{2}$	$\frac{2}{3}$	$\frac{1}{1}$	$\frac{2}{1}$
生成1L氧氣所需的時(shí)間（s）	124	79	50	54	75	93	106	153	240

【分析整理】
（3）據(jù)上表可知氧化銅用量過多，產(chǎn)生氧氣的速率變慢（填“變快”、“變慢”或“不變”），氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比為$\frac{1}{10}$時(shí)，反應(yīng)速率最快．
【結(jié)論1】在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量不是（填“是”或“不是”）越多越好．
【舉一反三】該興趣小組同學(xué)想到了雙氧水在二氧化錳催化下制取氧氣，又提出問題：雙氧水分解速度還和什么因素有關(guān)？
【設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)】

	雙氧水的質(zhì)量	雙氧水的濃度	MnO2的質(zhì)量	相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)生O2體積
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16mL
Ⅲ	50.0g	4%	0.1g	31mL

（4）實(shí)驗(yàn)中，小組同學(xué)安裝了圖1裝置測(cè)定產(chǎn)生相同體積氣體所用時(shí)間長(zhǎng)短來探究影響H₂O₂分解速率的因素．下列檢查該裝置氣密性的方法中正確的是A．

A、將注射器活塞固定，向分液漏斗中注入適量蒸餾水，打開分液漏斗活塞，如果分液漏斗頸部能形成穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好，反之氣密性差．
B、關(guān)閉分液漏斗活塞，用力將注射器活塞外移（右移），停止用力后，注射器活塞不移動(dòng)，則氣密性良好，反之氣密性差．
（5）本實(shí)驗(yàn)中，還可以選用下列圖2的裝置C來代替注射器來測(cè)量O₂體積
【結(jié)論2】在相同條件下，雙氧水的濃度越大，雙氧水分解得越快．

Answer 1

分析 根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳作催化劑加熱的條件下迅速分解生成氯化鉀和氧氣分析；
（1）根據(jù)除催化劑的種類不同外其他條件應(yīng)該相同進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)越快說明催化效果越好進(jìn)行解答；
【反思】根據(jù)若要證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知氧化銅用量過多，產(chǎn)生氧氣的速率變慢進(jìn)行解答；
【結(jié)論1】根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量不是越多越好進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)氣體短管進(jìn)長(zhǎng)管出才能排出試劑瓶中的水；根據(jù)表格數(shù)據(jù)即可得出影響反應(yīng)速率的因素．

解答 解：解：因?yàn)槁人徕浽诙�氧化錳作催化劑加熱的條件下迅速分解生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
（1）根據(jù)除催化劑的種類不同外其他條件應(yīng)該相同，所以x的值為3.0，根據(jù)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，可選擇加催化劑和不加催化劑的進(jìn)行比較分解溫度即可，要想證明除Mn0₂、CuO外，F(xiàn)e₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化劑，可選擇實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)④對(duì)比，證明猜想合理；
（2）分解時(shí)所需溫度最低的，催化效果越好，所以二氧化錳的催化效果最好；
【反思】若要證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，還要驗(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知氧化銅用量過多，產(chǎn)生氧氣的速率變慢，而當(dāng)氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比為$\frac{1}{10}$時(shí)，反應(yīng)速率最快；
【結(jié)論1】根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量不是越多越好；
（4）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法可知，檢查該裝置氣密性的方法中正確的是將注射器活塞固定，向分液漏斗中注入適量蒸餾水，打開分液漏斗活塞，如果分液漏斗頸部能形成穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好，反之氣密性差；
（5）氣體短管進(jìn)長(zhǎng)管出才能排出試劑瓶中的水，所以應(yīng)該選擇c裝置作為實(shí)驗(yàn)裝置；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知雙氧水濃度越大，分解得越快．
故答案為：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
（1）3.0g；1；
（2）二氧化錳；質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
（3）變慢；$\frac{1}{10}$；
【結(jié)論1】不是；
（4）A；
（5）C；
【結(jié)論2】濃度越大．

點(diǎn)評(píng) 化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)可以幫助我們獲取很多新知識(shí)，驗(yàn)證一些現(xiàn)象與結(jié)論．因此，學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)，不要錯(cuò)過每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，更不要輕易放過實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)現(xiàn)象．