Question

【题目】在老师的指导下，小华和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。资料：

①氯酸钾的熔点约为356℃，二氧化锰的分解温度约为535℃。用酒精灯给物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右；

②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量比；

③氯酸钾分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图（图2）及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图（图3）如下：

请回答问题：

（1）分析图2，氯酸钾分解温度__________（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔点。

（2）分析图2，在氯酸钾分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是___________

（3）分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是___________，当物质配比为1：2时，氯酸钾分解温度约为________℃。

（4）为证实二氧化锰的催化作用，小华利用如图4装置进行如表所示的实验：

步骤	实验操作	实验现象
Ⅰ	检查气密性。
Ⅱ	分别在“Y”形管两侧支管中加入少量二氧化锰和氯酸钾，塞紧橡皮塞。
Ⅲ	分别用酒精灯先后加热二氧化锰和氯酸钾，用带火星木条放在导管口。	加热左侧支管，可观察到_____， 加热右侧支管，可观察到_____。
Ⅳ	冷却后，将“Y”形管左侧支管中部分二氧化锰混入右侧支管中，振荡“Y”形管，加热，用带火星木条放在导管口。	加热时间短于步骤Ⅲ，木条很快复燃

请回答：

①完善步骤Ⅲ中的填空：加热右侧支管，可观察到________________。

②小华认为根据步骤Ⅳ的实验现象就能说明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，但小明不同意她的观点，小明认为还需证明在此反应中二氧化锰的__________和__________不变。后来在老师的指导下，小华完善了实验方案，最终验证了自己的结论，则氯酸钾制取氧气的符号表达式___________。

（5）根据氯酸钾的化学式KClO3计算：

①氯酸钾的相对分子质量 ______________

②12.25g氯酸钾中含氧元素 ____________g。

Answer 1

【答案】高于 试管内气压增大，排出一部分空气，使浓度降低 物质配比越大，氯酸钾分解温度越高 70 木条较长时间后复燃 质量 化学性质 KClO3KCl+O2 122.5 4.8

【解析】

（1）通过图中数据可知，氯酸钾的分解温度大约是380℃，氯酸钾的熔点是356℃，所以氯酸钾分解的温度高于其熔点。故答案为：高于；

（2）实验装置内的空气受热膨胀，会发生逸出，导致装置内的氧气浓度降低。所以在氯酸钾分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是试管内的压强增大，排出一部分空气。故答案为：试管内气压增大，排出一部分空气，使浓度降低

（3）通过分析图3中的氯酸钾的分解数据可知，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是配比越大，分解温度越高。当物质配比是1:2时，氯酸钾分解温度约为70℃左右。故答案为：物质配比越大，氯酸钾分解温度越高、70；

（4）Ⅰ、连接装置，将导管放入水中，然后用手紧握Y型管的外壁。观察到导管口有气泡冒出，则证明气密性良好；Ⅱ、没有加热时，氯酸钾不会分解，所以没有任何现象发生；Ⅲ、加热二氧化锰没有氧气生成，所以带火星的小木条不复燃。加热氯酸钾一段时间后，木条复燃；Ⅳ、在二氧化锰的催化作用下，氯酸钾在较低的温度下就能分解生成氧气，操作方法是将Y型管倾斜并抖动，使二氧化锰沿管壁滑入另一侧中。

①加热二氧化锰没有氧气产生，所以木条不复燃；加热氯酸钾一段时间后，木条才复燃。故答案为：木条较长时间后复燃；

②在化学反应中，能改变其他物质的化学反应速率，但是自身的质量和化学性质在化学反应前后不发生改变。这样的物质叫做催化剂。氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解出氯化钾和氧气。故答案为：质量、化学性质、KClO3KCl+O2；

（5）①氯酸钾的相对分子质量是一个氯原子的相对原子质量、一个钾原子的相对原子质量、三个氧原子的相对原子质量的加和。即：39×1+35.5×1+16×3=122.5。故答案为：122.5；

②通过①可以计算出，氯酸钾中氧元素的质量分数为：。则12.25g氯酸钾中，氧元素的质量为：。故答案为：4.8g。

故答案为（1）高于（2）试管内气压增大，排出一部分空气，使浓度降低（3）物质配比越大，氯酸钾分解温度越高、70（4）①木条较长时间后复燃②质量、化学性质、KClO3KCl+O2（5）①122.5②4.8g