Question

【題目】某校研究小組對(duì)氯酸鉀熱分解進(jìn)行以下探究。

[探究一]第一小組通過(guò)氧氣傳感器進(jìn)行探究，繪制出氧氣濃度隨溫度的變化如圖所示。

查閱資料：KClO3的熔點(diǎn)約為356°C，MnO2的分解溫度約為535°C，用酒精燈給物質(zhì)加熱，受熱物質(zhì)的溫度一般約為400°C左右，從圖中可知，KClO3分解溫度_____(填“>”、“=”或“<”)其熔點(diǎn)。在KCIO3分解前，傳感器得到氧氣濃度降低的可能原因是____。

[探究二]第二小組發(fā)現(xiàn)：氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣。于是，按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并測(cè)定分解溫度。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)用品	分解溫度
①	3.0g氯酸鉀	580
②	3.0g氯酸鉀和1.0g二氧化錳	350
③	xg氯酸鉀和1.0g氧化銅	370

(1)實(shí)驗(yàn)3中x的值應(yīng)為_____；由對(duì)比實(shí)驗(yàn)____(填標(biāo)號(hào))，證明氧化銅也會(huì)加快氯酸鉀的分解，但催化效果更好的物質(zhì)是_____。

(2)在探究“氧化銅用量與一定質(zhì)量氯酸鉀分解速率關(guān)系”時(shí)，得出有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比	1/40	1/20	1/10	1/5	1/3	1/2	2/3	1/1	2/1
生成1L氧氣所需的時(shí)間(s)	124	79	50	54	75	93	106	153	240

分析數(shù)據(jù)：氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比為____時(shí)，反應(yīng)速率最快。因此，在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量_____ (填“是”或“不是”)越多越好。

[探究三]第三小組利用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成的氣體略帶顏色，并有刺激性氣味。

提出問(wèn)題：生成的氣體中除了氧氣外還含有什么物質(zhì)?

查閱資料：①常溫下，氯氣是黃綠色、二氧化氯是黃色，都有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體；

②二氧化氯具有強(qiáng)氧化性，可與硫酸錳溶液反應(yīng)生成不溶于水的二氧化錳，而氯氣不能。

提出假設(shè)：

假設(shè)1：含有氯氣；假設(shè)2：含有二氧化氯。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
____	_____	假設(shè)2正確

Answer 1

【答案】> 試管內(nèi)氣壓增大，排出一部分空氣，而此時(shí)氯酸鉀還沒(méi)有分解生成氧氣 3.0 ①③ 二氧化錳 1∶10 不是 將生成的氣體通人一定量的硫酸錳溶液中 溶液出現(xiàn)黑色渾濁

【解析】

[探究一]

根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可知氯酸鉀的分解溫度大約是380°C，氯酸鉀的熔點(diǎn)是356°C，故KClO3分解溫度>其熔點(diǎn)；由于加熱后實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的空氣受熱膨脹，會(huì)逸出，而此時(shí)溫度并未達(dá)到氯酸鉀的分解溫度，氯酸鉀并未開(kāi)始產(chǎn)生氧氣，導(dǎo)致裝置內(nèi)的氧氣濃度降低；

[探究二]

（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)①氯酸鉀的分解溫度和實(shí)驗(yàn)③氧化銅催化下分解溫度的對(duì)比可知，氧化銅的存在大大降低了分解溫度，加快氯酸鉀的分解；要證明不同催化劑對(duì)催化效果的影響，就要運(yùn)用控制變量法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，取等量的氯酸鉀和等量的不同催化劑，比較氯酸鉀的分解溫度，故x的數(shù)值為3.0，此時(shí)二氧化錳催化下氯酸鉀的分解溫度低于氧化銅催化下分解溫度，說(shuō)明二氧化錳的催化效果更好；

（2）通過(guò)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比為1∶10時(shí)，生成1L氧氣的時(shí)間最短，反應(yīng)速率最快，再增加氧化銅質(zhì)量并不會(huì)使反應(yīng)的時(shí)間越來(lái)越短。因此，在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的用量不是越多越好。

[探究三]

根據(jù)資料可知，顏色和氣味無(wú)法鑒別氯氣和二氧化氯，因此，尋找兩種氣體化學(xué)性質(zhì)的不同點(diǎn)，是要將氣體通人硫酸錳溶液中，二氧化氯會(huì)使二價(jià)錳變成四價(jià)錳，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生成黑色的物質(zhì)來(lái)判定，而氯氣不具備這種性質(zhì)，故將生成的氣體通入一定量的硫酸錳溶液中，看到溶液出現(xiàn)黑色渾濁，就能證明假設(shè)2正確。