Question

【題目】某學習小組利用如圖所示裝置對氯酸鉀制氧氣進行探究學習。

資料：①KClO3的熔點約為356℃，MnO2在加熱條件下不分解；②KClO3分解時，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。

（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KClO3分解催化效果更好的催化劑是_____________。

（4）為證實MnO2的催化作用，小組同學利用如圖裝置進行如表所示的實驗，請完成填表。

步驟	實驗操作	實驗現(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管口	沒有_________
Ⅲ	分別先后加熱MnO2和KClO3，用帶火星木條放在導管口，加熱__________（填“左”或“右”）側支管后，帶火星木條復燃	_________
Ⅳ	冷卻后，將＂Y”形管左側支管中部分MnO2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	_________

（5）步驟Ⅳ的實驗現(xiàn)象不能說明MnO2是KClO3分解的催化劑，因為還需要證明___________。

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

Answer 1

【答案】高于 試管內氣壓增大，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 木條長時間才能復燃 加熱時間短于步驟III，木條即復燃。 質量和化學性質不變 19.8g

【解析】

（1）通過圖中的數(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是356℃，所以KClO3分解溫度高于其熔點；故填：高于。

（2）A→B段是在氯酸鉀分解前，實驗裝置內的空氣受熱膨脹，會發(fā)生逸出，導致裝置內的氧氣濃度降低，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，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存放時都不能自己產生氧氣，因此帶火星木條放在導管口，木條不會發(fā)生什么變化，故填：沒有明顯現(xiàn)象。

III、氯酸鉀單獨受熱分解生成的氧氣速率較慢，單獨加熱二氧化錳不會生成氧氣，因此用帶火星木條放在導管口有氯酸鉀的即右側支管在加熱后，木條復燃，實驗現(xiàn)象是木條長時間才能復燃。故填：右；木條長時間才能復燃。

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，產生氧氣的速率會比單獨加熱氯酸鉀的快，因此實驗現(xiàn)象是加熱時間短于步驟III，木條即復燃。故填：加熱時間短于步驟III，木條即復燃。

（5）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(fā)生改變的物質叫做催化劑，所以步驟IV的實驗現(xiàn)象不能說明MnO2是KClO3分解的催化劑，還需證明在此反應中MnO2的質量和化學性質不變；故填：質量和化學性質不變。

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

設生成氯化鉀的質量為x。

x=14.9g

所以剩余固體的質量為：14.9g+4.9g=19.8g，即m=19.8g。