Question

實驗室制氧氣還可以用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法，其中二氧化錳是催化劑化學(xué)方程式是：
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
小明同學(xué)欲通過實驗證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”，他設(shè)計并完成了下表所示的探究實驗：
（1）請你幫小明同學(xué)填寫上表中未填完的空格；

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論或總結(jié)
			各步驟結(jié)論	總結(jié)
實驗一	將氯酸鉀加熱至融化，伸入帶火星的木條，	木條復(fù)燃	氯酸鉀受熱分解產(chǎn)生氧氣，但 放出氧氣的速度很慢 ．	二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑
實驗二	加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，	木條 不復(fù)燃	加熱二氧化錳不能 產(chǎn)生氧氣
實驗三	加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物	木條迅速 復(fù) 燃	二氧化錳能加快氯酸鉀 的分解

（2）在小明的探究實驗中，實驗一和實驗二起的作用是

對比

；
（3）若要測定實驗中氯酸鉀樣品的純度，取一定質(zhì)量的該樣品與1g二氧化錳混合，其總質(zhì)量為6g．依次加熱該混合物T₁、T₂、T₃、T₄時間后，分別冷卻稱量剩余固體質(zhì)量，記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：

加熱時間	T1	T2	T3	T4
剩余固體質(zhì)量	4.24g	4.16g	4.08g	4.08g

①完全反應(yīng)后，固體剩余的物質(zhì)有

KCl

和

MnO₂

．
②將氯酸鉀和二氧化錳的混合物加熱，下列表示二氧化錳在固體混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω 隨時間t的變化曲線正確的是

C

③完全反應(yīng)后，產(chǎn)生的氧氣的總質(zhì)量為

1.92g

．
④樣品中氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（請寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗操作結(jié)合已學(xué)的運(yùn)用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣時二氧化錳的作用解答
（2）運(yùn)用實驗的分離解答
（3）①運(yùn)用氯酸鉀在二氧化錳做催化劑并加熱的條件分解生成氯化鉀和氧氣解答．
②運(yùn)用氯酸鉀在二氧化錳做催化劑并加熱的條件分解生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)前后固體總質(zhì)量減輕，二氧化錳反應(yīng)前后質(zhì)量不變解答．
③運(yùn)用質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后固體質(zhì)量減輕的即生成的氧氣解答
④根據(jù)氯酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式計算出固體混合物中氯酸鉀的質(zhì)量然后求解．

解答：解：（1）氯酸鉀在二氧化錳做催化劑加熱的條件下分解產(chǎn)生氯化鉀和氧氣，二氧化錳做催化劑反應(yīng)前后質(zhì)量不變也不會改變反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量，故（1）答案：放出氧氣的速度很慢； 不復(fù)燃；  加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物
（2）顯然這兩個實驗是對比實驗，故（2）答案：對比
（3）①氯酸鉀在二氧化錳做催化劑并加熱的條件分解生成氯化鉀和氧氣，氧氣是氣體，其余的都是固體，故①答案：KCl    MnO₂     
②二氧化錳在這一反應(yīng)中做催化劑所以固體二氧化錳的質(zhì)量始終不變，但氯酸鉀隨著反應(yīng)的進(jìn)行會不斷分解生成氯化鉀和氧氣所以固體質(zhì)量不斷減輕，因此固體中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會不斷增大，但到氯酸鉀全部分解固體質(zhì)量就不會改變二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也不會改變．所以選C．
 ③反應(yīng)前后固體質(zhì)量減輕的既是產(chǎn)生的氧氣6g-4.08g=1.92g，
④設(shè)：固體中氯酸鉀的質(zhì)量為x
2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑
 245             96         
 x              1.92g

245

x

=

96

1.92g

x=4.9g
樣品中氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

4.9g

6g-1g

×100%=98%
 答：樣品中氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%

點評：化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗可以幫助我們獲取很多新知識，驗證一些現(xiàn)象與結(jié)論．因此，學(xué)習(xí)化學(xué)時，不要錯過每一個實驗，更不要輕易放過實驗中的每一個現(xiàn)象．