题目内容
【题目】实验室常用过氧化氢溶液作反应物、二氧化锰作催化剂来制取氧气。为比较不同质量的二氧化锰对反应速率的影响，某研究小组同学进行了如下探究:
(1)请写出二氧化锰催化过氧化氢分解的化学方程式: ________________________。
(2)实验装置如图甲所示,可通过观察________________________来比较两者的反应速率。
(3)实验装置如图乙所示，量筒中进入水的体积与反应生成氧气的体积____________________(选填“相等”或“不等”)，要比较不同质量的二氧化锰对反应速率的影响,可测量相同时间内_____________________。
(4)小组同学设置了10组实验，每组中加入等体积、等浓度的过氧化氢溶液,测定加入不.同质量二氧化锰后,各组收集等体积氧气所用的时间,数据记录如下(其他实验条件均相同):
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
二氧化锰用量（g) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
待测数据 | 17 | 8 | 7 | 5 | 4 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
请分析表中数据，回答问题:
① 实验中用等体积、等浓度的过氧化氢溶液的目的是________________________。
② 条件相同时,随着MnO2用量的增加,反应速率_______________________。
(5)同学们还想探究二氧化锰的颗粒大小对化学反应速率是否有影响,请你帮他们设计实验方案进行探究:__________________________。
【答案】
产生氧气的快慢 相等 收集气体的体积 控制单一变量,探究二氧化锰的质量不同时,对反应速率的影响 逐渐增大,随后将基本不变 将等体积、等浓度且温度相同的过氧化氢溶液与颗粒大小不同但质量相同的二氧化锰混合,测定生成等体积氧气所需时间
【解析】
(1) 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；反应的化学方程式：；
(2) 比较不同质量的二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响，可以观察二者产生气泡的速率；
(3)氧气不易溶于水，量筒中进入水的体积就等于反应生成氧气的体积；要比较不同质量的二氧化锰对反应速率的影响，可以通过测量生成等体积气体所需的时间；
(4) ①由于对比试验只能一个因素不同，且只有研究的要素不同，所以，实验中用等体积、等浓度的过氧化氢溶液的目的是：控制单一变量，探究二氧化锰的质量不同时，对反应速率的影响；
②由表中数据可以看出在其他条件都相同的条件下，生成相同体积的氧气所需要的时间，随着二氧化锰的增多，所需的时间在减少，说明随着二氧化锰的增多，反应速率越来越快；
(5) 要探究催化剂的颗粒大小对化学反应速率的影响，可以将等体积、等浓度且温度相同的过氧化氢溶液与颗粒大小不同但质量相同的二氧化锰混合，测定生成等体积氧气所需时间。
【题目】某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用下图装置完成表中实验:
编号 | KClO3质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50mLO2所需时间/s |
实验1 | 5 | - | - | 171 |
实验2 | 5 | MnO2 | 0.5 | 49 |
实验3 | 5 | Fe2O3 | 0.5 | 58 |
实验4 | 5 | KCl | 0.5 | 154 |
(1)设置实验1的目的是___________________
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是______________
(3)写出KClO3分解的化学方程式:_________________________
(4)由实验1和实验4可知，KCl____（填“有”或“无”）催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集收集50mLO2，所需时间明显少于171s，解释原因：_____________
(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mLO2所需时间外，还可以测量相同时间内____________
【题目】某校兴趣小组在实验室中完成制取氧气的实验。它们取氯酸钾和二氧化锰的混合物共3.0克放入大试管中加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体物质的质量（如下表）：
反应时间／min | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
剩余固体质量／g | 2.55 | 2.25 | 2.10 | 2.04 | 2.04 |
分析表中数据，完成下列问题：
(1)完全反应后，生成氧气多少克。
(2)原混合物中氯酸钾的质量分数是多少？