Question

6．探究氯酸鉀和二氧化錳制氧氣實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物與催化劑的最佳質(zhì)量比．實(shí)驗(yàn)中采用如圖實(shí)驗(yàn)裝置，取20g氯酸鉀，分成10等份，每份2g，分別裝入10支試管中．在10支試管中分別加入不同質(zhì)量的二氧化錳，分別測量二氧化錳與氯酸鉀在不同質(zhì)量比時(shí)，生成200mL氧氣所用的時(shí)間．實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)編號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳的質(zhì)量/g	0.1	0.2	0.33	0.4	0.5	0.66	1	1.3	2	3
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比	1：20	1：10	1：6	1：5	1：4	1：3	1：2	2：3	1：1	3：2
生成200mL氧氣時(shí)間/秒	235	186	162	147	133	117	143	160	211	244

請回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳混合物的方法制取氧氣，寫出反應(yīng)的文字表達(dá)式：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣．
（2）此實(shí)驗(yàn)中收集一定體積的氧氣宜采取的收集方法是排水法．原因是不易溶于水，收集氣體前集氣瓶內(nèi)未裝滿水，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有　（填“有”或“沒有”）影響．
（3）分析上述數(shù)據(jù)，你認(rèn)為利用此法制氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為1：3．
（4）利用雙氧水和二氧化錳的混合物制氧氣比加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制氧氣更好．請寫出前者的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)操作簡便、節(jié)能．
（5）催化劑能影響化學(xué)反應(yīng)速率，溫度、反應(yīng)物的濃度、接觸面積等也會對化學(xué)反應(yīng)速率帶來影響．分析上表數(shù)據(jù)，結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析：
①當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比高于最佳質(zhì)量比時(shí)，反應(yīng)速度變低的原因是：二氧化錳用量多，導(dǎo)致反應(yīng)物氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小．
②當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比低于最佳質(zhì)量比時(shí)，反應(yīng)速度變低的原因是：二氧化錳用量少，導(dǎo)致氯酸鉀與二氧化錳的接觸面積變小．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)加熱氯酸鉀與二氧化錳生成氯化鉀和氧氣進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)氧氣的溶解性和排出水的體積即為氣體體積來分析；
（3）根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)分析，所用時(shí)間少的就是反應(yīng)速率快的；
（4）雙氧水和二氧化錳混合制氧氣不需加熱，可以節(jié)能等分析；
（5）根據(jù)反應(yīng)速度的影響因素主要是反應(yīng)物的接觸面積；混合物的混合情況考慮，催化劑多了相對來說反應(yīng)物就少了，反應(yīng)速度就收到了影響

解答 解：（1）加熱氯酸鉀與二氧化錳生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的文字表達(dá)式：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；故填：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
（2）利用排水裝置收集的氣體應(yīng)具備的性質(zhì)是難溶于水；空氣不易溶于水，那么排出水的氣體即為所收集的氣體體積，．
故答案為：不易溶于水；沒有；
（3）通過觀察圖表中的數(shù)據(jù)可知，二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比是 1：3時(shí)，所用的時(shí)間最少，反應(yīng)速率最快．
故答案為：1：3；
（4）雙氧水和二氧化錳混合制氧氣不需加熱，可以節(jié)能，同時(shí)更安全；副產(chǎn)物是水無污染，更環(huán)保；價(jià)格低廉，操作簡便等；
故答案為：操作簡便；節(jié)能；
（5）①二氧化錳用量過多氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就降低了，反應(yīng)物的接觸面積就少了，就影響了反應(yīng)速度；
②反應(yīng)速度的影響因素主要是反應(yīng)物的接觸面積，接觸面積越大反應(yīng)速度就越快，二氧化錳的用量過少與氯酸鉀的接觸面積就越小，所以反應(yīng)速度慢；
故答案為：①二氧化錳用量多，導(dǎo)致反應(yīng)物氯酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變�。�
②二氧化錳用量少，導(dǎo)致氯酸鉀與二氧化錳的接觸面積變小．

點(diǎn)評 此題探究實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與氯酸鉀制取氧氣時(shí)，二氧化錳作催化劑的量要適中，過多或過少反應(yīng)速率都或受到影響．希望同學(xué)們作此試驗(yàn)時(shí)注意二氧化錳的用量，節(jié)約藥品．