氧燭是一種被廣泛應(yīng)用的一次性制氧機(jī)。以氯酸鉀為主要原料(含一定比例的二氧化錳),原料連接啟動裝置,裝置中添加少量鎂粉、鐵粉等,如圖(a)所示。
【實驗探究】啟動氧燭需要先撞擊火帽,使啟動裝置中的鎂粉、鐵粉燃燒,這樣做的目的是
提供氯酸鉀分解所需的溫度
提供氯酸鉀分解所需的溫度
;制氧機(jī)制氧時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【提出問題】甲同學(xué)提出,氯酸鉀不加催化劑,受熱是否會分解產(chǎn)生氧氣呢?
【做出猜想】氯酸鉀不加催化劑,受熱分解可以產(chǎn)生氧氣。
【設(shè)計實驗】
步驟I.向大試管中加入4.0g氯酸鉀(含有一定量水分),如圖(b)。
步驟Ⅱ.把高溫傳感器探頭插入藥品內(nèi),把氧氣傳感器插在試管口,且氧氣傳感器測量極限值約為29%。
步驟Ⅲ.點燃酒精燈加熱試管,測定數(shù)據(jù)如圖(c)所示(測量數(shù)據(jù)不考慮儀器造成的誤差)。
【數(shù)據(jù)收集】
【結(jié)論分析】根據(jù)圖(c)可知,猜想正確,且氯酸鉀分解的溫度大概為 380℃
380℃
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【交流與討論】剛開始加熱一段時間時,試管內(nèi)溫度不斷上升,但氧氣的體積分?jǐn)?shù)卻略有下降,可能的原因是 藥品中含有水,受熱后變成水蒸氣,使氧氣體積分?jǐn)?shù)降低或者試管中空氣排出,導(dǎo)致試管中氧氣體積分?jǐn)?shù)降低
藥品中含有水,受熱后變成水蒸氣,使氧氣體積分?jǐn)?shù)降低或者試管中空氣排出,導(dǎo)致試管中氧氣體積分?jǐn)?shù)降低
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【拓展探究】丁同學(xué)提出,若加了催化劑二氧化錳,氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣的溫度又需要多少呢?興趣小組根據(jù)該問題,取氯酸鉀和二氧化錳按質(zhì)量比5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2均勻混合,分別置于六支大試管中,進(jìn)行圖(b)所示實驗并采集數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)如圖(d)所示。
【拓展延伸】①根據(jù)圖(d)可知:氯酸鉀的分解溫度隨氯酸鉀與二氧化錳比例的變化規(guī)律是 隨著氯酸鉀與二氧化錳的質(zhì)量比增大,二氧化錳催化效率降低,分解所需的溫度增大
隨著氯酸鉀與二氧化錳的質(zhì)量比增大,二氧化錳催化效率降低,分解所需的溫度增大
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②當(dāng)氧氣體積分?jǐn)?shù)到達(dá)約29%時曲線不再上升,呈一條平行于橫軸的直線,其原因是 實驗中產(chǎn)生的氧氣體積分?jǐn)?shù)超過氧氣傳感器最大測量值
實驗中產(chǎn)生的氧氣體積分?jǐn)?shù)超過氧氣傳感器最大測量值
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