Question

19．實驗室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物的方法制取氧氣，寫出反應的文字表達式：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣．
某化學興趣小組發(fā)現(xiàn)：氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進行如下探究：
【提出猜想】：除二氧化錳、氧化銅外，氧化鐵也可以作氯酸鉀分解的催化劑．
【完成實驗】按下表進行實驗，并測定分解溫度（分解溫度越低，催化效果越好）．

實驗編號	實驗用品	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	3.0g氯酸鉀和1.0g氧化銅	370
4	x g氯酸鉀和1.0g氧化鐵	390

【分析數(shù)據(jù)，得出結論】
（1）實驗4中x的值應為3.0，由實驗1與實驗4對比，證明猜想合理
（2）實驗所用的三種物質(zhì)中，催化效果最好的是二氧化錳．
【反思】若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還要驗證它在化學反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變．
【繼續(xù)探究】小組同學完成上述實驗后，又深一步進行“氧化銅用量與一定質(zhì)量氯酸鉀制取氧氣反應速率關系”的探究，下表是他們的有關實驗數(shù)據(jù)，請你回答有關問題：

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

【分析整理】
（3）據(jù)上表可知氧化銅用量過多，產(chǎn)生氧氣的速率變慢（填“變快”、“變慢”或“不變”），氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比為$\frac{1}{10}$時，反應速率最快．
【結論1】在化學反應中催化劑的用量不是（填“是”或“不是”）越多越好．
【舉一反三】該興趣小組同學想到了雙氧水在二氧化錳催化下制取氧氣，又提出問題：雙氧水分解速度還和什么因素有關？
【設計并完成實驗】

	雙氧水的質(zhì)量	雙氧水的濃度	MnO2的質(zhì)量	相同時間內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)生O2體積
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16mL
Ⅲ	50.0g	4%	0.1g	31mL

（4）實驗中，小組同學安裝了圖1裝置測定產(chǎn)生相同體積氣體所用時間長短來探究影響H₂O₂分解速率的因素．下列檢查該裝置氣密性的方法中正確的是A．

A、將注射器活塞固定，向分液漏斗中注入適量蒸餾水，打開分液漏斗活塞，如果分液漏斗頸部能形成穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好，反之氣密性差．
B、關閉分液漏斗活塞，用力將注射器活塞外移（右移），停止用力后，注射器活塞不移動，則氣密性良好，反之氣密性差．
（5）本實驗中，還可以選用下列圖2的裝置C來代替注射器來測量O₂體積
【結論2】在相同條件下，雙氧水的濃度越大，雙氧水分解得越快．

Answer 1

分析 根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳作催化劑加熱的條件下迅速分解生成氯化鉀和氧氣分析；
（1）根據(jù)除催化劑的種類不同外其他條件應該相同進行解答；
（2）根據(jù)越快說明催化效果越好進行解答；
【反思】根據(jù)若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還要驗證它在化學反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變進行解答；
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知氧化銅用量過多，產(chǎn)生氧氣的速率變慢進行解答；
【結論1】根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析可知在化學反應中催化劑的用量不是越多越好進行解答；
（4）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法進行解答；
（5）根據(jù)氣體短管進長管出才能排出試劑瓶中的水；根據(jù)表格數(shù)據(jù)即可得出影響反應速率的因素．

解答 解：解：因為氯酸鉀在二氧化錳作催化劑加熱的條件下迅速分解生成氯化鉀和氧氣，反應的文字表達式：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
（1）根據(jù)除催化劑的種類不同外其他條件應該相同，所以x的值為3.0，根據(jù)催化劑能改變化學反應的速率，可選擇加催化劑和不加催化劑的進行比較分解溫度即可，要想證明除Mn0₂、CuO外，F(xiàn)e₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化劑，可選擇實驗①和實驗④對比，證明猜想合理；
（2）分解時所需溫度最低的，催化效果越好，所以二氧化錳的催化效果最好；
【反思】若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還要驗證它在化學反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變；
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知氧化銅用量過多，產(chǎn)生氧氣的速率變慢，而當氧化銅與氯酸鉀的質(zhì)量比為$\frac{1}{10}$時，反應速率最快；
【結論1】根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析可知在化學反應中催化劑的用量不是越多越好；
（4）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法可知，檢查該裝置氣密性的方法中正確的是將注射器活塞固定，向分液漏斗中注入適量蒸餾水，打開分液漏斗活塞，如果分液漏斗頸部能形成穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好，反之氣密性差；
（5）氣體短管進長管出才能排出試劑瓶中的水，所以應該選擇c裝置作為實驗裝置；
實驗結論：從表中實驗數(shù)據(jù)可知雙氧水濃度越大，分解得越快．
故答案為：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；
（1）3.0g；1；
（2）二氧化錳；質(zhì)量；化學性質(zhì)；
（3）變慢；$\frac{1}{10}$；
【結論1】不是；
（4）A；
（5）C；
【結論2】濃度越大．

點評 化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗可以幫助我們獲取很多新知識，驗證一些現(xiàn)象與結論．因此，學習化學時，不要錯過每一個實驗，更不要輕易放過實驗中的每一個現(xiàn)象．