Question

【題目】小陸老師帶領同學們去實驗室完成加熱氯酸鉀制取氧氣的實驗，A組同學對二氧化錳和氯酸鉀的最佳質量比產生了好奇 ，于是設計了如下的實驗：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量的二氧化錳，分別測量二氧化錳與氯酸鉀在不同質量比時，生成200mL氧氣所用的時間，實驗裝置圖和實驗記錄的數據如下：

實驗編號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
二氧化錳的質量/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氧氣時間/秒	235	186	162	147	133	117	143	160	211	244

請回答下列問題：
（1）請寫出實驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣的化學方程式。
（2）此實驗中，收集氣體前集氣瓶內未裝滿水，對本實驗的結果（填“有”或“沒有”）影響。
（3）分析上述數據，你認為利用此法制取氧氣，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質量比為。
（4）催化劑能影響化學反應速率，溫度、反應物濃度、接觸面積等也會對化學反應速率帶來影響。分析上表數據，結合影響化學反應速率的因素分析：當二氧化錳與氯酸鉀的質量比高于最佳質量比時，反應速率變低的原因是：。
在陸老師的指導下，A組同學將二氧化錳與氯酸鉀以最佳質量比混合，成功的制取并收集了幾瓶氣體，但意外的發現制得的氣體有刺激性氣味，于是在陸老師的指導下對該氣體成分進行探究。
（5）【提出問題】氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產生的氣體成分是什么？
【查閱資料】
Ⅰ．氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產生的氣體只以單質形式存在；
Ⅱ．氯氣（Cl2）是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。
【猜想與假設】
猜想一：該氣體為 ； 猜想二：該氣體為Cl2； 猜想三：該氣體為Cl2和O2。
（6）【實驗探究】

猜想成立

序號	實驗操作	實驗現象	實驗結論
①	小芳用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復燃，B中淀粉碘化鉀試紙不變色。
②	小蘭用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條(填“復燃”或“不復燃”)，D中淀粉碘化鉀試紙變藍。	猜想三成立

（7）【反思與評價】小虎認為小芳的結論不正確，原因是。
（8）【拓展應用】
Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過濾，濾液成紫紅色，該現象說明該反應還生成了。
（9）Ⅱ．MnO2不僅能作催化劑還可以作反應物，實驗室通常用MnO2與濃鹽酸共熱制取Cl2。請完成該反應的化學方程式：
MnO2+4HCl（濃） MnCl2+2+Cl2↑．
（10）【計算】12.25g純凈的氯酸鉀固體中氧元素的質量是克。

Answer 1

【答案】
（1）2KClO3 2KCl＋3O2↑
（2）沒有
（3）1:3
（4）二氧化錳越多,氯酸鉀的質量分數變小。（其他答案合理即可）
（5）O2
（6）一,復燃
（7）Cl2 能溶于水
（8）KMnO4
（9）H2O
（10）4.8
【解析】（1）實驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣的化學方程式∶2KClO3 2KCl＋3O2↑。（2）此實驗中，收集氣體前集氣瓶內未裝滿水，對本實驗的結果沒有影響。（3）分析上述數據，二氧化錳與氯酸鉀的最佳質量比為1:3。（4）催化劑能影響化學反應速率，溫度、反應物濃度、接觸面積等也會對化學反應速率帶來影響。當二氧化錳與氯酸鉀的質量比高于最佳質量比時，反應速率變低的原因是：二氧化錳越多，氯酸鉀的質量分數變小�！咎岢鰡栴}】氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產生的氣體成分是什么？【查閱資料】Ⅰ．氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產生的氣體只以單質形式存在；Ⅱ．氯氣（Cl2）是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍�！静孪肱c假設】猜想一：該氣體為O2 ；猜想二：該氣體為Cl2；猜想三：該氣體為Cl2和O2�！緦嶒炋骄俊�

序號	實驗操作	實驗現象	實驗結論
①	小芳用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復燃，證明是氧氣，B中淀粉碘化鉀試紙不變色，證明沒有氯氣。	猜想一成立
②	小蘭用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條復燃，證明是氧氣；D中淀粉碘化鉀試紙變藍，氯氣置換出碘，碘使淀粉變藍。	猜想三成立

【反思與評價】小芳的結論不正確，原因是. Cl2 能溶于水，不能用排水法收集。【拓展應用】Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過濾，濾液成紫紅色，該現象說明該反應還生成了KMnO4 ，高錳酸鉀溶于水呈紫紅色。Ⅱ．MnO2不僅能作催化劑還可以作反應物，實驗室通常用MnO2與濃鹽酸共熱制取Cl2。根據質量守恒定律，完成該反應的化學方程式：MnO2+4HCl（濃） MnCl2+2H2O+Cl2↑。

所以答案是：（1）2KClO3 2KCl＋3O2↑；（2）沒有；（3）1:3；（4）二氧化錳越多，氯酸鉀的質量分數變��；（5）O2 ；（6）一；復燃；（7）Cl2 能溶于水；（8）KMnO4；（9）H2O；（10）4.8.
【考點精析】本題主要考查了催化劑的特點與催化作用和書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的相關知識點，需要掌握催化劑（觸媒）：在化學反應中能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質．（一變兩不變）催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用；注意：a、配平 b、條件 c、箭號才能正確解答此題．