某興趣小組對(duì)氯酸鉀制取氧氣中二氧化錳的催化作用進(jìn)行探究。
【查閱資料】氯酸鉀是
白
白
色固體,熔點(diǎn)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)的溫度約為400℃。
【實(shí)驗(yàn)1】(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示(略去夾持裝置,注意:橡皮塞遺漏接有氣球的玻璃管)。氯酸鉀分解時(shí)傳感器測(cè)得氧氣濃度隨溫度的變化曲線如圖2,由圖2可知,氯酸鉀分解溫度 >
>
(填“>”、“=”或“<”)其熔點(diǎn);在氯酸鉀分解前,傳感器測(cè)得氧氣濃度降低的原因可能是 加熱時(shí)試管中的空氣有部分逸出
加熱時(shí)試管中的空氣有部分逸出
,該反應(yīng)的文字表達(dá)式為 。
【實(shí)驗(yàn)2】(2)同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)時(shí),所取用氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比不同,則產(chǎn)生氧氣的快慢不同。針對(duì)此情況,同學(xué)們進(jìn)行“二氧化錳的質(zhì)量對(duì)一定質(zhì)量氯酸鉀分解速率的影響結(jié)果”的實(shí)驗(yàn)探究。取3.0g氯酸鉀與不同質(zhì)量的二氧化錳充分混合并在相同條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄制取相同體積的氧氣所用的時(shí)間,數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
Ⅳ |
Ⅴ |
Ⅵ |
Ⅶ |
二氧化錳的質(zhì)量(g) |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
3.0 |
時(shí)間(s) |
118 |
88 |
77 |
64 |
88 |
111 |
139 |
①二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為
1:3
1:3
時(shí),氯酸鉀的分解速率最快。
②分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:二氧化錳的質(zhì)量對(duì)一定質(zhì)量氯酸鉀分解速率的影響結(jié)果是
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為1:3時(shí)催化效果最好,當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比小于1:3時(shí),催化效果逐漸增強(qiáng),大于1:3時(shí),催化效果逐漸減弱(合理即可)
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為1:3時(shí)催化效果最好,當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比小于1:3時(shí),催化效果逐漸增強(qiáng),大于1:3時(shí),催化效果逐漸減弱(合理即可)
。
③進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)時(shí),選用實(shí)驗(yàn)Ⅱ或?qū)嶒?yàn)Ⅴ物質(zhì)質(zhì)量比例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)都可使反應(yīng)速率保持適中,但老師更提倡采用實(shí)驗(yàn)Ⅱ的物質(zhì)質(zhì)量比例,理由是
產(chǎn)生相同質(zhì)量的氧氣時(shí),二氧化錳的用量較少
產(chǎn)生相同質(zhì)量的氧氣時(shí),二氧化錳的用量較少
。
【實(shí)驗(yàn)3】
(3)為證實(shí)二氧化錳的催化作用,他們利用如圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄如下:
步驟 |
實(shí)驗(yàn)操作 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
Ⅰ |
實(shí)驗(yàn)前,連接好儀器,接著要 檢查裝置的氣密性 檢查裝置的氣密性 。 |
Ⅱ |
分別在“Y”型管兩側(cè)支管中加入少量二氧化錳和氯酸鉀,塞緊橡膠塞。 |
|
二氧化錳能加快過氧化氫的分解速度 二氧化錳能加快過氧化氫的分解速度
|
Ⅲ |
分別用酒精燈先后加熱二氧化錳和氯酸鉀,并用帶火星的木條放在導(dǎo)管口。 |
加熱二氧化錳 無明顯現(xiàn)象 無明顯現(xiàn)象 加熱氯酸鉀 一會(huì)兒,帶火星的木條復(fù)燃 一會(huì)兒,帶火星的木條復(fù)燃 |
Ⅳ |
冷卻后,將“Y”型管左側(cè)支管中二氧化錳混入右側(cè)支管中,振蕩“Y”型管,加熱,用帶火星的木條放在導(dǎo)管口。 |
帶火星的木條復(fù)燃且所需的時(shí)間比步驟Ⅲ的時(shí)間 短 短 (填“長(zhǎng)”或“短”) |
【評(píng)價(jià)與反思】小組討論后認(rèn)為得出以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論前,還需證明此反應(yīng)中二氧化錳的
質(zhì)量
質(zhì)量
和
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
不變。
【答案】白;>;加熱時(shí)試管中的空氣有部分逸出;氯酸鉀
氯化鉀+氧氣;1:3;二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比為1:3時(shí)催化效果最好,當(dāng)二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比小于1:3時(shí),催化效果逐漸增強(qiáng),大于1:3時(shí),催化效果逐漸減弱(合理即可);產(chǎn)生相同質(zhì)量的氧氣時(shí),二氧化錳的用量較少;檢查裝置的氣密性;二氧化錳能加快過氧化氫的分解速度;無明顯現(xiàn)象;一會(huì)兒,帶火星的木條復(fù)燃;短;質(zhì)量;化學(xué)性質(zhì)