Question

【題目】在老師的指導(dǎo)下，小華和小明利用如圖1所示裝置對氯酸鉀制氧氣進(jìn)行了深入的探究學(xué)習(xí)。

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(zhì)加熱，受熱物質(zhì)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(zhì)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(yīng)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(zhì)配比變化的規(guī)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(jìn)行如表所示的實驗：

步驟	實驗操作	實驗現(xiàn)象
I	檢查氣密性
II	分別在“Y”形管兩側(cè)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(dǎo)氣管口。	加熱左側(cè)支管，可觀察到 加熱右側(cè)支管，可觀察到
IV	冷卻后，將“Y”形管左側(cè)支管中部分二氧化錳混入右側(cè)支管中，振蕩“Y”形管，加熱，用帶火星木條放在導(dǎo)管口。	加熱時間短于步驟III，木條很快復(fù)燃。

請回答：

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

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

③小華認(rèn)為根據(jù)步驟Ⅳ的實驗現(xiàn)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(rèn)為還需證明在此反應(yīng)中二氧化錳的__________和__________不變。后來在老師的指導(dǎo)下，小華完善了實驗方案，最終驗證了自己的結(jié)論，則氯酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式為__________。

Answer 1

【答案】3MnO2 Mn3O4＋O2↑ 高于 質(zhì)量比越小，分解溫度越低（或“質(zhì)量比越大，分解溫度越高”） 帶火星的木條不復(fù)燃 證明在酒精燈加熱下MnO2不分解 KClO3融化為液態(tài)，帶火星的木條復(fù)燃 將“Y”形管向右傾斜 質(zhì)量 化學(xué)性質(zhì) 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(yīng)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(shù)據(jù)可知，KClO3分解溫度隨物質(zhì)配比變化的規(guī)律是質(zhì)量比越大，分解溫度越高，故填質(zhì)量比越小，分解溫度越低（或“質(zhì)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(cè)支管，無氧氣生成，帶火星木條不復(fù)燃，故填帶火星的木條不復(fù)燃；加熱左側(cè)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(cè)支管，氯酸鉀先融化后分解生成氧氣，帶火星木條復(fù)燃，故填KClO3融化為液態(tài)，帶火星的木條復(fù)燃；

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

③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，還需證明在此反應(yīng)中二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都不變，故填質(zhì)量；故填化學(xué)性質(zhì)；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↑。