Question

16．某�；瘜W(xué)興趣小組同學(xué)欲探究氯酸鉀和二氧化錳制氧氣的實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物與催化劑的最佳質(zhì)量比，他們采用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，分別測(cè)定氯酸鉀和二氧化錳在不同質(zhì)量比時(shí)，從開始加熱到收集100mL氧氣所用的時(shí)間．實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如下

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
二氧化錳與氯酸鉀的質(zhì)量比	1：40	1：20	1：10	1：5	1：3	1：2	2：3	1：1	2：1
所用時(shí)間/s	12.4	8	5	5.5	7.5	9.3	10.5	15	24

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
（2）實(shí)驗(yàn)中收集一定體積的氧氣采用的實(shí)驗(yàn)方法利用了氧氣不易溶與水的性質(zhì)．收集氣體前集氣瓶?jī)?nèi)未裝滿水，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有 （填“有”或“沒(méi)有”）影響．
（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知二氧化錳與氯酸鉀的最佳質(zhì)量比為1：10
（4）利用雙氧水和二氧化錳制氧氣比加熱氯酸鉀和二氧化錳制氧氣更好，請(qǐng)寫出前者的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn) ①節(jié)能②更安全
（5）催化劑能影響化學(xué)反應(yīng)速率，溫度、反應(yīng)物的濃度（或質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、反應(yīng)物的接觸面積等也會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率．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)速率變小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)速率變小的原因二氧化錳用量少，導(dǎo)致氯酸鉀與二氧化錳的接觸面積變小．

Answer 1

分析 （1）氯酸鉀與二氧化錳反應(yīng)，生成氯化鉀和氧氣，據(jù)此寫出化學(xué)反應(yīng)式；
（2）根據(jù)氧氣的溶解性和排出水的體積即為氣體體積來(lái)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(duì)來(lái)說(shuō)反應(yīng)物就少了，反應(yīng)速度就收到了影響；

解答 解：（1）氯酸鉀與二氧化錳反應(yīng)，生成氯化鉀和氧氣，反應(yīng)的方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
故答案為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（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(méi)有；
（3）通過(guò)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1：10時(shí)，所用的時(shí)間最少，反應(yīng)速率最快．
故答案為：1：10；
（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(wú)污染，更環(huán)保；價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便等；
故答案為：節(jié)能；更安全；更環(huán)保；價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便等；
（5）①二氧化錳用量過(guò)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(guò)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)變小
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(píng) 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(guò)多或過(guò)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．