8.某化学学习小组的同学在实验室分别用高锰酸钾固体、氯化钾固体(反应的化学方程式为2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑)、过氧化氢溶液制取氧气,发现产生的氧气不一样多,对此他们进行了探究.
[提出问题]相同质量的三种物质反应产生氧气的质量哪个多?
[理论分析]
(1)小明根据化学方程式计算出产生氧气的质量由多到少的顺序为过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾,其中过氧化氢制取氧气的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(2)小刚认为根据计算化学式中氧元素的质量分数,也能得出相同的结论,小明认为该方法不正确,他的理由是过氧化氢和高锰酸钾制氧气时,氧元素没有全部转化为氧气.
[实验验证]
(1)根据讨论确定了实验方案,他们取用相同质量的三种物质分别制取氧气,再通过比较反应完全后收集到的氧气的体积,得出了产生氧气的顺序为氯酸钾、高锰酸钾、过氧化氢.
(2)实验结束后,小红通过另一种比较方法,也得出产生氧气质量的相同顺序,该方法是:先称量以取用相同质量的三种物质分别制取氧气,然后称量反应后剩余物质的总质量,质量减少的量即为氧气的质量.
[得出结论]为何理论计算与实验操作的结果不同呢?小红对药品 观察后认为小明的计算中因忽略了过氧化氢溶液溶质的质量分数,使得过氧化氢溶液产生氧气的质量最大了,于是他们根据试剂瓶标签上的信息,重新计算,结果与实验的结论相同.
[实验反思]对探究结果他们又有了新的质疑:催化剂是否对实验的结果有影响呢?
(1)小明认为二氧化锰可能产生氧气,他的依据是根据质量守恒定律,二氧化锰中含有氧元素,所以反应中二氧化锰可能产生氧气.
(2)小红认为二氧化锰为催化剂不产生氧气,她的理由是反应前后催化剂的质量和化学性质没变.
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