Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示裝置對(duì)氯酸鉀制氧氣進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。

資料：①KClO3的熔點(diǎn)約為356℃，MnO2在加熱條件下不分解；②KClO3分解時(shí)，傳感器得到氧氣濃度隨溫度的變化示意圖及使用不同催化劑時(shí)的固體殘留率分別如圖和如圖所示。

（1）由如圖1可知，KClO3分解溫度__________（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔點(diǎn)。

（2）如圖2中A→B段氧氣濃度逐漸降低的可能原因是______________。

（3）分析如圖3可知，對(duì)KClO3分解催化效果更好的催化劑是_____________。

（4）為證實(shí)MnO2的催化作用，小組同學(xué)利用如圖裝置進(jìn)行如表所示的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成填表。

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	檢查裝置氣密性	（氣密性良好）
Ⅱ	分別在“Y形管兩支管中加入少量MnO2和KClO3，塞緊橡皮塞，用帶火星木條放在導(dǎo)管口	沒有_________
Ⅲ	分別先后加熱MnO2和KClO3，用帶火星木條放在導(dǎo)管口，加熱__________（填“左”或“右”）側(cè)支管后，帶火星木條復(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	_________

（5）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，因?yàn)檫�需要證明___________。

（6）將29.4gKC1O3和MnO2混合物以5:1配比加熱至完全反應(yīng)，如圖中m的值應(yīng)為_____g。

Answer 1

【答案】高于 試管內(nèi)氣壓增大，排出一部分空氣，使氧氣濃度降低。 納米MnO2 沒有明顯現(xiàn)象 右 木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃 加熱時(shí)間短于步驟III，木條即復(fù)燃。 質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變 19.8g

【解析】

（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℃，以及從資料中可知氯酸鉀的熔點(diǎn)是356℃，所以KClO3分解溫度高于其熔點(diǎn)；故填：高于。

（2）A→B段是在氯酸鉀分解前，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；故填：試管內(nèi)氣壓增大，排出一部分空氣，使氧氣濃度降低。

（3）根據(jù)圖3可知，在氯酸鉀開始分解時(shí)相同溫度下都是納米二氧化錳的殘留率低于分析純二氧化錳的，且納米二氧化錳殘留率出現(xiàn)最多降幅時(shí)，溫度為400℃左右，低于分析純二氧化錳550℃，所以使用納米二氧化錳催化效果好；故填：納米MnO2。

（4）II、氯酸鉀和二氧化錳單獨(dú)存放時(shí)都不能自己產(chǎn)生氧氣，因此帶火星木條放在導(dǎo)管口，木條不會(huì)發(fā)生什么變化，故填：沒有明顯現(xiàn)象。

III、氯酸鉀單獨(dú)受熱分解生成的氧氣速率較慢，單獨(dú)加熱二氧化錳不會(huì)生成氧氣，因此用帶火星木條放在導(dǎo)管口有氯酸鉀的即右側(cè)支管在加熱后，木條復(fù)燃，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃。故填：右；木條長(zhǎng)時(shí)間才能復(fù)燃。

IV、二氧化錳可以加快氯酸鉀的分解速率，所以在二氧化錳和氯酸鉀混合后再加熱，產(chǎn)生氧氣的速率會(huì)比單獨(dú)加熱氯酸鉀的快，因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是加熱時(shí)間短于步驟III，木條即復(fù)燃。故填：加熱時(shí)間短于步驟III，木條即復(fù)燃。

（5）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；故填：質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。

（6）29.4gKClO3和MnO2混合物以5:1，所以氯酸鉀的質(zhì)量為：29.4g×=24.5g，二氧化錳的質(zhì)量為：29.4g24.5g=4.9g。

設(shè)生成氯化鉀的質(zhì)量為x。

x=14.9g

所以剩余固體的質(zhì)量為：14.9g+4.9g=19.8g，即m=19.8g。