题目内容
【题目】氧气是空气的主要成分，氧气的制备在生产生活和科研中有重要作用。
（1）在用氯酸钾制备氧气的过程中用到了催化剂，下列对催化剂描述正确的是_____________。
A．任何化学反应都需要催化剂
B．催化剂在反应前后本身的质量发生了变化
C．只有分解反应才需要催化剂
D．催化剂在反应前后化学性质不变
（2）实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物28 g制取氧气，完全反应后剩余固体质量为18.4 g，请计算：
①生成氧气的质量为____________。
②原混合物中氯酸钾的质量。
【答案】（1）D（2分）
（2）①9.6 g（1分）
②利用化学方程式，根据氯酸钾与氧气反应的质量比即可计算出氯酸钾的质量。设氯酸钾的质量为x。
2KClO3
2KCl+3O2↑（2分）
245 96
x 9.6 g
（1分）
解得：x=24.5g（1分）
答：生成氧气的质量为9.6 g，原混合物中氯酸钾的质量为24.5 g。
【解析】（1）能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质叫催化剂。A、不是任何化学反应都需要催化剂，如：氢氧化钠和硫酸常温下迅速反应生成硫酸钠和水，不需要催化剂；B、催化剂在反应前后本身的质量不发生变化；C、是否需要使用催化剂与反应类型无关；D、催化剂在反应前后化学性质不变。故选D。（2）①在加热和二氧化锰的催化作用下，氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，生成的氧气会逸散到空气中，故固体减少的质量即为生成氧气的质量。生成氧气的质量m(O2)=28.0 g-18.4 g=9.6 g。
【题目】以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段，请你参与探究并帮忙填写空格（包括表中的空格）。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等？
【猜想与假设】猜想1：不相等；
猜想2：相等。
【实验探究】甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
甲组 | 乙组 | |
实验方案（反应后略） |
|
|
实验现象 | 有气泡产生，天平指针向右偏转 | 铁钉表面有红色物质析出，溶液颜色发生改变，天平指针没有发生偏转 |
结论 | 猜想1正确 反应的化学方程式：_____________________ | 猜想2正确 |
【反思评价】究竟哪种猜想正确？通过讨论，同学们发现甲组中有气体溢出，导致指针向右偏转。得到启示：在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时，凡是有气体生成或参加的反应一定要在 中进行。
【优化装置】同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进，你认为最佳装置是 （填序号），从另外两种装置中任选一种指出其不足___________________________________________________。（查阅资料知：二氧化碳易溶于NaOH溶液，生成碳酸钠）
【得出结论】同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究，均得出猜想二正确。进一步分析发现，反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变，最终得出结论是： 的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【解释应用】解释：化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不变，所以质量守恒。
应用：某固体物质受热会发生分解反应，生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质，则该固体物质一定由 种元素组成。
【题目】探究氯酸钾和二氧化锰制氧气实验中反应物与催化剂的最佳质量比．实验中采用如图实验装置，取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中。在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所用的时间。实验记录的数据如表所示：
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
二氧化锰的质量/g | 0.1 | 0.2 | 0.33 | 0.4 | 0.5 | 0.66 | 1 | 1.3 | 2 | 3 |
二氧化锰与氯酸钾的质量比 | 1：20 | 1：10 | 1：6 | 1：5 | 1：4 | 1：3 | 1：2 | 2：3 | 1：1 | 3：2 |
生成200mL氧气时间/秒 | 235 | 186 | 162 | 147 | 133 | 117 | 143 | 160 | 211 | 244 |
请回答下列问题：
（1）实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字表达式：__________________。
（2）此实验中收集一定体积的氧气可采取的收集方法是排水法,原因是________,收集气体前集气瓶内未装满水,对实验结果______（填“有”或“没有”）影响。
（3）分析上述数据，你认为利用此法制氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为 ______。
（4）利用双氧水和二氧化锰的混合物制氧气比加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气更好．请写出前者的两个优点__________、________。
（5）催化剂能影响化学反应速率，温度、反应物的浓度、接触面积等也会对化学反应速率带来影响．分析上表数据，结合影响化学反应速率的因素分析：
①当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳质量比时，反应速度变低的原因是：_______。
②当二氧化锰与氯酸钾的质量比低于最佳质量比时，反应速度变低的原因是：____________。
