氯酸钾分解

二氧化锰的量对氯酸钾分解制氧气反应速率影响的探究

——罗晗111级化学2班

摘要：催化剂的量的不同将会影响化学反应速率的不同，在氯酸钾分解制氧气实

验中，二氧化锰充当催化剂，在实验中利用控制变量法，记录不同二氧化锰量的

时候收集相同多的氧气所需的时间，以此来推断出二氧化锰量不同时，反应速率

的变化趋势，以此找出产生气体最快，最平稳，用时最短的催化剂的用量。

关键词：催化剂、用量、控制变量法、化学反应速率

催化剂在化学反应里起改变其他物质的化学反应速率的作用，它本身的质量

和化学性质在化学反应前后都不会发生改变，催化剂种类和用量的不同将会导致

化学反应速率的不同，也会影响化学反应的效果。在氯化钾分解制取氧气的反应

过程中，二氧化锰充当了催化剂的作用，不同二氧化锰的量将会导致氧气产生速

率的改变。在本次实验中，采用控制变量法，在相同温度、大气压等条件下，测

量不同氯酸钾、二氧化锰质量比时制取相同体积的氧气所需的时间，以此来推断

出氯酸钾分解制取氧气的反应速率随二氧化锰量的变化趋势，从而找出最合适的

二氧化锰量的配比。

一、实验方程式及装置：

氯酸钾制取氧气：

二、实验步骤：

1、按照实验装置图安装好实验装置，并检验装置气密性。

2、称取氯酸钾六份，每份质量为10g，称取二氧化锰的质量分别为10g、5g、

3.3g、2.5g、2g、1.7g，即使得氯酸钾和二氧化锰的质量比为1：1、2:1、3:1、

4:1、5:1、6:1，分别装入试管中，以控制变量法测定反应速率随着二氧化锰量

变化而变化的趋势。

3、加热装置，当导管口出现第一个气泡时开始计时，记录气体装满相同集

气瓶所用的时间。

4、检验氧气纯度，并分析结果。

三、实验结果数据分析：

实验编号质量比KClO3:MnO2集满集气瓶所用的时间

11：1244s

22：1351s

33：1400s

44：1613s

55：1645s

66：1659s

结果分析：随着二氧化锰量所占比例的下降，氯酸钾分解制取相同量的氧气所需

的时间不断增加，即反应速率不断下降。所以，随着不断增加二氧化锰催化剂的

量，反应的反应速率将会不断增加。但是，在实验室中用氯酸钾分解制取氧气的

过程中，通常采用氯酸钾与二氧化锰质量比为3:1，因为这样反应的反应速率相

对已经很快，并且此时的反应最容易控制，能够达到最好的反应效果，氧气产生

的速率比较平稳，用时也比较短。

四、实验注意事项：

0

100

200

300

400

500

600

700

01234567

时

间

/

s

氯酸钾与二氧化锰质量比

产生等量氧气所需二氧化锰与氯酸钾的质量比与时间关系

1:12:13:14:15:16:17:1

1、实验时，要首先检查装置的气密性，以防止因为装置漏气而收集不到氧

气。

2、在氯酸钾分解法制备氧气时，试管口要略向下倾斜，以防止药品中的湿

存水受热变为水蒸气，在试管口冷凝倒流回试管底部，引起试管炸裂。

3、导管伸入试管内不宜过长，以利于空气排出和氧气导出。

4、等到有气泡产生时就能收集，虽然刚开始冒出的气体是试管内的空气，

但由于控制变量法，并不影响最终收集到的氧气所需的时间的测量。

5、导管伸入集气瓶内也不宜太长，否则，不利于观察氧气的排出速率，也

不利于实验结束抽出导管。

6、实验结束时要先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒

吸回热的试管内，导致试管炸裂。

五、实验结论：

随着二氧化锰量的增加，收集到相同体积的氧气所需要的时间将会不断减少，

即氯酸钾分解制取氧气的反应速率将会随之加快，但是，在实验室中，一般采用

二氧化锰与氯酸钾的质量比为1：3，因为此时的反应速率比较快，并且反应较

为容易控制，也比较节约试剂，产生氧气的速率也较为稳定，所以实验室用氯酸

钾分解制取氧气的最佳配比为1：3。

实验小改进：在研究氯酸钾分解制取氧气的实验中，催化剂二氧化锰的最佳

配比时，若用两物质的物质的量的比会比本实验中采用质量比更加科学。

参考文献：

1、《二氧化锰催化分解氯酸钾制氧气最佳配比研究》，江志勇，湖南师范大

学化学化工学院。

2、《用KClO3加热分解制取O2反应的催化剂的研究》，沈锡玮，《南京师专

教院学报（理科版）1994年第3，4期》。

3、《对加热氯酸钾制氧气实验中催化剂的探究》，曹丁亓，《科学自然2012

年12月中旬刊》。