氯酸鉀(KClO3)在催化劑和加熱的條件下可以分解為KCl和O2。實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)不同催化劑的催化效果進(jìn)行探究。
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】實(shí)驗(yàn)前將不同的催化劑研磨篩選,制成顆粒大小一致的粉末備用。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)1:按下表數(shù)據(jù),分別將不同催化劑與氯酸鉀均勻混合,裝入試管中加熱,記錄收集到相同體積氣體時(shí)所用時(shí)間。實(shí)驗(yàn)記錄如下:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
1-1 |
1-2 |
1-3 |
1-4 |
1-5 |
催化劑 |
SiO2 |
CaO |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MnO2 |
氯酸鉀質(zhì)量/g |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
催化劑質(zhì)量/g |
1 |
1 |
a |
1 |
1 |
所用時(shí)間/s |
180 |
135 |
83 |
56 |
46 |
實(shí)驗(yàn)2:將兩種不同催化劑粉末各0.3g混合制成復(fù)合催化劑,比較復(fù)合催化劑與其各組分獨(dú)立使用時(shí)的催化效果。分別將0.6g復(fù)合催化劑或單一催化劑與1g氯酸鉀充分混合后,裝入試管中加熱,記錄收集到相同體積氣體時(shí)所用時(shí)間。實(shí)驗(yàn)記錄如下:
時(shí)間/s催化劑催化劑 |
MnO2 |
Fe2O3 |
NiSO4 |
CuSO4 |
MnO2 |
22.6 |
18.4 |
|
57.6 |
Fe2O3 |
|
33.0 |
40.0 |
33.6 |
NiSO4 |
|
|
38.0 |
60.2 |
CuSO4 |
|
|
|
88.0 |
【解釋與結(jié)論】
(1)實(shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)閍→
c→b
c→b
→d。
(2)實(shí)驗(yàn)1-4中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(3)實(shí)驗(yàn)1-3中a為
1
1
。
(4)實(shí)驗(yàn)1的目的是
探究不同種類的催化劑對(duì)硫酸鉀分解速率的影響
探究不同種類的催化劑對(duì)硫酸鉀分解速率的影響
。
(5)由實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)可知,催化效果最佳的催化劑組合為
MnO2和Fe2O3
MnO2和Fe2O3
。
【反思與交流】
(6)同學(xué)們由實(shí)驗(yàn)2得到“某些復(fù)合催化劑的催化效果比其各組分獨(dú)立使用時(shí)催化效果差”的結(jié)論,所依據(jù)的3個(gè)數(shù)據(jù)是
NiSO4和CuSO4、MnO2和CuSO4、Fe2O3和NiSO4
NiSO4和CuSO4、MnO2和CuSO4、Fe2O3和NiSO4
。