催化剂在化学反应中起着非常重要的作用，某化学兴趣小组对氯酸钾制取氧气的催化剂展开探究。请回答下列问题：
探究一：二氧化锰粒径大小对催化效果的影响。
取两份等质量氯酸钾，分别加入等质量、粒径大小不同的二氧化锰进行加热，用传感器测得固体残留率（反应后剩余固体质量与反应前固体质量之比）如图1：

（1）二氧化锰作催化剂，加热氯酸钾制取氧气的化学符号表达式为

KClO₃

M

n

O

2

△

KCl+O₂

KClO₃

M

n

O

2

△

KCl+O₂

。
（2）分析图1，对氯酸钾分解催化效果更好的是

纳米MnO₂

纳米MnO₂

。催化效果更好的原因可能是

纳米二氧化锰粒径小，与氯酸钾的接触面积大，反应彻底（或固体残留率较低）

纳米二氧化锰粒径小，与氯酸钾的接触面积大，反应彻底（或固体残留率较低）

。
探究二：催化剂用量及催化剂种类对催化效果的影响。同学们用图2装置进行如下实验：

编号	氯酸钾质量/g	催化剂	催化剂质量/g	收集50mL氧气所需时间/s
实验1	5	无	无	171
实验2	5	二氧化锰	0.25	79
实验3	5	二氧化锰	0.5	49
实验4	5	二氧化锰	2.5	93
实验5	5	氧化铁	0.5	58
实验6	5	氯化钾	0.5	154

（3）可采取排水法的收集氧气的原因是

氧气不易溶于水

氧气不易溶于水

，收集气体前集气瓶内未装满水，对实验结果

没有

没有

（填“有”或“没有”）影响。为了较精确测定排出水的体积，C框内应选用的装置为

C₂

C₂

（填“C₁”或“C₂”）。

（4）实验1的目的是

对照实验

对照实验

。
（5）表中所列三种催化剂中，催化效果最好的是

二氧化锰

二氧化锰

。
（6）二氧化锰与氯酸钾的质量比为

1：10

1：10

时，催化效果最好。
（7）氯化钾

有

有

（填“有”或“无”）催化作用。维持加热条件不变，用实验1再继续收集50mL氧气，所需时间明显少于171s,原因是

生成的氯化钾起到催化作用，加快氯酸钾的分解

生成的氯化钾起到催化作用，加快氯酸钾的分解

。
（8）要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mL O₂所需时间外，还可以测量相同时间内

收集氧气的体积

收集氧气的体积

。
【拓展延伸】某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图3所示。氧气从

t₁

t₁

（填“t₁”、“t₂”或“t₃”）时刻开始产生，c代表的物质是

氯化钾

氯化钾

。