Question

【題目】在老師的指導下，小華和小明利用如圖1所示裝置對氯酸鉀制氧氣進行了深入的探究學習。

資料：

①氯酸鉀的熔點約為356℃，二氧化錳的分解溫度約為535℃。用酒精燈給物質加熱，受熱物質的溫度一般約為400℃左右；

②不同配比是指氯酸鉀和二氧化錳混合物中，氯酸鉀和二氧化錳的質量比；

③氯酸鉀分解時，傳感器得到氧氣濃度隨溫度的變化示意圖(圖2)及不同配比時氧氣濃度隨溫度的變化示意圖(圖3)如下：

請回答問題：

（1）二氧化錳在535℃以上分解生成四氧化三錳和氧氣，其反應方程式為_____________。

（2）分析圖2，氧氣的濃度隨溫度升高逐漸減小，在380℃突然增大的原因是氯酸鉀分解溫度______(填“高于”、“等于”或“低于”)其熔點。

（3）分析圖3，氯酸鉀分解溫度隨物質配比變化的規律是_____________。

（4）為證實二氧化錳的催化作用，小華利用如圖4裝置進行如表所示的實驗：

步驟	實驗操作	實驗現象
I	檢查氣密性
II	分別在“Y”形管兩側支管中加入少量的二氧化錳和氯酸鉀塞緊橡皮塞
III	分別用酒精燈先后加熱二氧化錳和氯酸鉀，用帶火星木條放在導氣管口。	加熱左側支管，可觀察到 加熱右側支管，可觀察到
IV	冷卻后，將“Y”形管左側支管中部分二氧化錳混入右側支管中，振蕩“Y”形管，加熱，用帶火星木條放在導管口。	加熱時間短于步驟III，木條很快復燃。

請回答：

①完善步驟Ⅲ中的填空：加熱左側支管，可觀察到_______，加熱左側試管的目的是_______。加熱右側支管，可觀察到_______

②步驟Ⅳ中，將二氧化錳混入右側支管有余熱的氯酸鉀中的操作方法是_________。

③小華認為根據步驟Ⅳ的實驗現象就能說明二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑，但小明不同意她的觀點，小明認為還需證明在此反應中二氧化錳的__________和__________不變。后來在老師的指導下，小華完善了實驗方案，最終驗證了自己的結論，則氯酸鉀制取氧氣的化學方程式為__________。

Answer 1

【答案】3MnO2 Mn3O4＋O2↑ 高于 質量比越小，分解溫度越低（或“質量比越大，分解溫度越高”） 帶火星的木條不復燃 證明在酒精燈加熱下MnO2不分解 KClO3融化為液態，帶火星的木條復燃 將“Y”形管向右傾斜 質量 化學性質 2KClO32KCl＋3O2↑

【解析】

（1）二氧化錳在535℃以上分解生成四氧化三錳和氧氣，反應方程式故填3MnO2Mn3O4＋O2↑；

（2）由圖可知氯酸鉀分解的溫度在380℃，高于氯酸鉀的熔點，故填高于；

（3）通過分析圖3中氯酸鉀的分解數據可知，KClO3分解溫度隨物質配比變化的規律是質量比越大，分解溫度越高，故填質量比越小，分解溫度越低（或“質量比越大，分解溫度越高”）；

（4）

①酒精燈提供的溫度是400℃，二氧化錳分解的溫度是535℃以上，酒精燈加熱左側支管，無氧氣生成，帶火星木條不復燃，故填帶火星的木條不復燃；加熱左側試管的目的故填證明在酒精燈加熱下MnO2不分解；由圖2可知氯酸鉀分解的溫度是380℃，氯酸鉀的熔點是356℃，酒精燈加熱右側支管，氯酸鉀先融化后分解生成氧氣，帶火星木條復燃，故填KClO3融化為液態，帶火星的木條復燃；

②將“Y”形管向右傾斜，二氧化錳混入右側支管有余熱的氯酸鉀中，故填將“Y”形管向右傾斜；

③在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率(既能提高也能降低)，而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發生改變的物質叫做催化劑，還需證明在此反應中二氧化錳的質量和化學性質在反應前后都不變，故填質量；故填化學性質；在二氧化錳的催化作用下，加熱氯酸鉀分解為氯化鉀和氧氣，方程式故填2KClO32KCl＋3O2↑。