Question

【題目】小陸老師帶領(lǐng)同學(xué)們?nèi)��?shí)驗室完成加熱氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗，A組同學(xué)對二氧化錳和氯酸鉀的最佳質(zhì)量比產(chǎn)生了好奇 ，于是設(shè)計了如下的實(shí)驗：取20g氯酸鉀，分成10等份，每份2g，分別裝入10支試管中，在10支試管中分別加入不同質(zhì)量的二氧化錳，分別測量二氧化錳與氯酸鉀在不同質(zhì)量比時，生成200mL氧氣所用的時間，實(shí)驗裝置圖和實(shí)驗記錄的數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗編號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳的質(zhì)量/g	0.1	0.2	0.33	0.4	0.5	0.66	1	1.3	2	3
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比	1:20	1:10	1:6	1:5	1:4	1:3	1:2	2:3	1:1	3:2
生成200mL氧氣時間/秒	235	186	162	147	133	117	143	160	211	244

請回答下列問題：

（1）請寫出實(shí)驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣的化學(xué)方程式_____________。

（2）此實(shí)驗中，收集氣體前集氣瓶內(nèi)未裝滿水，對本實(shí)驗的結(jié)果________（填“有”或“沒有”）影響。

（3）分析上述數(shù)據(jù)，你認(rèn)為利用此法制取氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為______。

（4）催化劑能影響化學(xué)反應(yīng)速率，溫度、反應(yīng)物濃度、接觸面積等也會對化學(xué)反應(yīng)速率帶來影響。分析上表數(shù)據(jù)，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析：當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳質(zhì)量比時，反應(yīng)速率變低的原因是：__________________________________。

在陸老師的指導(dǎo)下，A組同學(xué)將二氧化錳與氯酸鉀以最佳質(zhì)量比混合，成功的制取并收集了幾瓶氣體，但意外的發(fā)現(xiàn)制得的氣體有刺激性氣味，于是在陸老師的指導(dǎo)下對該氣體成分進(jìn)行探究。

【提出問題】氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產(chǎn)生的氣體成分是什么？

【查閱資料】

Ⅰ．氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產(chǎn)生的氣體只以單質(zhì)形式存在；

Ⅱ．氯氣（Cl2）是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)。

【猜想與假設(shè)】

猜想一：該氣體為__________ ； 猜想二：該氣體為Cl2； 猜想三：該氣體為Cl2和O2。

【實(shí)驗探究】

序號	實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象	實(shí)驗結(jié)論
（1）	小芳用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復(fù)燃，B中淀粉碘化鉀試紙不變色。	猜想______成立
（2）	小蘭用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條______(填“復(fù)燃”或“不復(fù)燃”)，D中淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。	猜想三成立

【反思與評價】小虎認(rèn)為小芳的結(jié)論不正確，原因是___________________________。

【拓展應(yīng)用】

Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過濾，濾液成紫紅色，該現(xiàn)象說明該反應(yīng)還生成了_________________。

Ⅱ．MnO2不僅能作催化劑還可以作反應(yīng)物，實(shí)驗室通常用MnO2與濃鹽酸共熱制取Cl2。請完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

MnO2+4HCl（濃）MnCl2+2_____________+Cl2↑．

【計算】12.25g純凈的氯酸鉀固體中氧元素的質(zhì)量是____________克。

Answer 1

【答案】 2KClO32KCl＋3O2↑ 沒有 1:3 二氧化錳越多，氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小。（其他答案合理即可） O2 一 復(fù)燃 Cl2 能溶于水 KMnO4 【答題空10】H2O 4.8

【解析】（1）實(shí)驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣的化學(xué)方程式∶2KClO3 2KCl＋3O2↑。（2）此實(shí)驗中，收集氣體前集氣瓶內(nèi)未裝滿水，對本實(shí)驗的結(jié)果沒有影響。（3）分析上述數(shù)據(jù)，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為1:3。（4）催化劑能影響化學(xué)反應(yīng)速率，溫度、反應(yīng)物濃度、接觸面積等也會對化學(xué)反應(yīng)速率帶來影響。當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳質(zhì)量比時，反應(yīng)速率變低的原因是：二氧化錳越多，氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小�！咎岢鰡栴}】氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產(chǎn)生的氣體成分是什么？【查閱資料】Ⅰ．氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產(chǎn)生的氣體只以單質(zhì)形式存在；Ⅱ．氯氣（Cl2）是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)�！静孪肱c假設(shè)】猜想一：該氣體為O2 ；猜想二：該氣體為Cl2；猜想三：該氣體為Cl2和O2�！緦�(shí)驗探究】

序號	實(shí)驗操作	實(shí)驗現(xiàn)象	實(shí)驗結(jié)論
（1）	小芳用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復(fù)燃，證明是氧氣，B中淀粉碘化鉀試紙不變色，證明沒有氯氣。	猜想一成立
（2）	小蘭用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條復(fù)燃，證明是氧氣；D中淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，氯氣置換出碘，碘使淀粉變藍(lán)。	猜想三成立

【反思與評價】小芳的結(jié)論不正確，原因是. Cl2 能溶于水，不能用排水法收集。【拓展應(yīng)用】Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過濾，濾液成紫紅色，該現(xiàn)象說明該反應(yīng)還生成了KMnO4 ，高錳酸鉀溶于水呈紫紅色。Ⅱ．MnO2不僅能作催化劑還可以作反應(yīng)物，實(shí)驗室通常用MnO2與濃鹽酸共熱制取Cl2。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式：MnO2+4HCl（濃） MnCl2+2H2O+Cl2↑。

點(diǎn)睛∶這是一道綜合題，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素∶催化劑，溫度、反應(yīng)物濃度、接觸面積等。