【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)二氧化锰在535℃以上分解生成四氧化三锰和氧气,其反应方程式为_____________。
(2)分析图2,氧气的浓度随温度升高逐渐减小,在380℃突然增大的原因是氯酸钾分解温度______(填“高于”、“等于”或“低于”)其熔点。
(3)分析图3,氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是_____________。
(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的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气管口。 | 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:加热左侧支管,可观察到_______,加热左侧试管的目的是_______。加热右侧支管,可观察到_______
②步骤Ⅳ中,将二氧化锰混入右侧支管有余热的氯酸钾中的操作方法是_________。
③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化学方程式为__________。