氯酸钾催化.docxVIP

探究不同催化剂对氯酸钾分解的催化速率小组成员：刘堃 陈善旭 尚云龙摘要：氯酸钾是一种氯酸盐，在高温时，能够分解产生氧气。分解氯酸钾制备氧气是中学化学中的非常重要的一个实验。中学课本中讲氯酸钾的分解，是以二氧化锰为催化剂来讲，通常情况下，氯酸钾与二氧化锰的质量比为3：1。催化剂种类有很多，那么除二氧化锰外是否还有其他的物质可以催化氯酸钾的分解？不同催化剂对氯酸钾分解反应的催化效果是否相同？本文将对一些物质进行实验测定，比较它们在相同实验条件下，不同催化剂对氯酸钾反应速率的大小。关键字 氯酸钾、分解反应、催化剂、速率正文实验目的探究不同催化剂下氯酸钾分解的催化速率。实验原理氯酸钾为无色片状结晶或白色颗粒粉末，味咸而凉，强氧化剂。常温下稳定，在400℃ 以上则分解并放出氧气，急剧加热时可发生爆炸。在有催化剂等存在的条件下，在较低温度下就能分解而放出氧气。氯酸钾的催化原理如下：1.氧化重金属氧化物或金属盐，生成的物质立刻分解放出氧气。金属氧化物：二氧化锰、氧化铜下面是这些物质的物理性质：性质名称式量颜色形状密度熔点（℃）水溶性二氧化锰86.94黑色无定形粉末5.03535（分解）不溶氧化铜79.55黑色结晶性粉末6.3-6.91326不溶 二氧化锰 氧化铜反应方程式：2KClO3 ＝ 2KCl+3O2催化剂是一种可以改变反应速率而本身不发生化学反应的物质，它的使用能够改变反应途径，降低反应的活化能。氯酸钾的分解氧化剂主要是一些内部有形状不规则、互相贯通的孔道的颗粒，这些催化剂的比表面积较大，表面吉布斯自由能较大。氯酸钾本身不稳定其吉布斯自由能很大，因此加入催化剂后总能量越过能垒，分解加快。氧气在水中的溶解度很小，所以可以用排水法来测定氧气的体积。并通过测定单位收集单位体积氧气所需时间来判断催化速率的快慢。仪器和试剂仪器：铁架台、酒精灯、试管、量筒、玻璃导管、橡胶塞、橡皮管、水槽、铁夹实验装置：试剂：氯酸钾、二氧化锰、氧化铜。实验步骤（一）：连接实验装置，并检查气密性。（二）：配置实验药品，一组为5克的氯酸钾和1.5克二氧化锰。另一组为5克氯酸钾和1.5克氧化铜。并将所称量的实验药品放在研钵中轻轻将其压碎混合均匀后，先将氯酸钾和二氧化锰的混合物装入试管中，让氯酸钾在试管中自然呈斜坡状。连接好装置，给试管预热后集中加热使其分解。（三）：当导管口刚开始冒气泡时，不能马上收集，而是当气泡均匀而且连续时立即收集并开始计时，每收集10毫升记录一次时间，记录20组数据。（四）：做完氯酸钾与二氧化锰的这组实验后，将药品换为氯酸钾与氧化铜的在进行上面的实验。数据记录和处理（一）；数据记录不同催化剂催化过氧化氢分解生成氧气的体积与时间表*时间/s体积/mlMnO2CuO催化剂体积/mlMnO2CuO0 0 011065.1644.0510 9.84 6.2412069.6446.9020 18.18 12.1513074.1549.813025.3917.16140 78.6852.5640 31.6121.3715083.1555.0750 36.7525.0816087.6657.6860 41.7328.4917091.9760.4970 46.6231.8418096.3863.4080 51.54359065.9190 56.02383268.32100 60.64415570.69注意事项氯酸钾是一种强氧化剂，若混有少量可燃烧杂质(如纸屑、炭粉、硫粉等)，在加热或磨擦情况下都会引起爆炸。为此，称量时要用干净的表面皿(或塑料薄膜片)，而不能用一般的纸。二氧化锰事先放在蒸发皿中灼烧过，以除去可能含有的可燃性杂质。在制氧气过程中，若有小爆炸及火星闪光也应停止加热。.氯酸钾和二氧化锰的混合物要平铺在试管里，不要堆积在试管的底部，防止气流冲散固体粉末。加热时，先使试管均匀受热，然后固定加热试管底部，随着反应的进行，把灯焰渐移向试管底部中间有混合物的部位，这样可防止熔融的氯酸钾流淌。用加热的温度来控制气体产生的速度导气管口开始放出的气泡的成分主要是空气，不宜收集让其排尽。只有当出现连续均匀的气泡时方可收集相关问题探讨、分析（一）实验结论本实验为探究不同催化剂下氯酸钾分解的速率，我们主要探究了催化剂种类对分解速率的影响。由于实验仪器和时间限制，以及实验药品等等问题的影响，我们探究得出的结论如下：对于氯酸钾的分解反应，在相同质量的催化剂下，氧化铜的催化效果比二氧化锰的催化效果好。实验缺陷改进 1.本实验在收集记录生成的氧气体积时采用的是排水集气法，通过量取水的体积确定氧气的体积，但是并不是反应刚开始就开始记录，而是等反应比较稳定后开始记录体积，而在反应开始与开