Question

【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：____________。

Answer 1

【答案】 氯酸钾氯化钾+氧气 氧气不易溶于水 没有 1：3 操作简便 节能 二氧化锰用量多，导致反应物氯酸钾的质量分数变小 二氧化锰用量少，导致氯酸钾与二氧化锰的接触面积变小

【解析】（1）加热氯酸钾与二氧化锰生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气；

（2）利用排水装置收集的气体应具备的性质是难溶于水；空气不易溶于水，那么排出水的气体即为所收集的气体体积；

（3）通过观察图表中的数据可知，二氧化锰与氯酸钾的质量比是 1：3时，所用的时间最少，反应速率最快；

（4）双氧水和二氧化锰混合制氧气不需加热，可以节能，同时更安全；副产物是水无污染，更环保；价格低廉，操作简便等；

（5）①二氧化锰用量过多氯酸钾的质量分数就降低了，反应物的接触面积就少了，就影响了反应速度；

②反应速度的影响因素主要是反应物的接触面积，接触面积越大反应速度就越快，二氧化锰的用量过少与氯酸钾的接触面积就越小，所以反应速度慢。