Question

17．某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品，在老師的指導(dǎo)下從圖中選擇裝置進(jìn)行了氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．

（1）寫出儀器a的名稱：錐形瓶．
（2）甲同學(xué)從圖中選擇B、E裝置的組合制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．在用膠皮管連接裝置B和E中的玻璃導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)先把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管．收集氣體前，應(yīng)將集氣瓶裝滿水并蓋上玻璃片．收集氧氣還可選用的裝置是C．
（3）乙同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O₂大于理論產(chǎn)量．針對這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：
【提出猜想】
猜想I：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想II：反應(yīng)生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想III：反應(yīng)生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
同學(xué)們分成兩組，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想Ⅰ和Ⅲ錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想II正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是將帶火星的木條放入試管內(nèi)．
【拓展延伸】
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應(yīng)速率很慢，但如果 將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．請說明KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？不是；加入高錳酸鉀產(chǎn)生氧氣速度加快，是因?yàn)楦咤i酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用，而高錳酸鉀的質(zhì)量和 化學(xué)性質(zhì)改變，不是反應(yīng)的催化劑．
【實(shí)驗(yàn)反思】通過以上實(shí)驗(yàn)探究，你對“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”還想探究的問題是高錳酸鉀分解的最低溫度．

Answer 1

分析 （1）熟悉常見儀器的名稱和用途；
（2）根據(jù)裝置B制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以是過氧化氫制取氧氣，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，并根據(jù)橡皮管連接的方法回答；氧氣密度比空氣大，還可用向上排空氣法收集；
（3）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以判斷物質(zhì)的性質(zhì)；氧氣能夠供給呼吸，支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃進(jìn)行分析；
【拓展延伸】根據(jù)高錳酸鉀加熱分解也會產(chǎn)生氧氣解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】還想探究：高錳酸鉀分解的最低溫度．．

解答 解：（1）圖中儀器a是錐形瓶；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，B裝置是固液不加熱的發(fā)生裝置，所以所用試劑應(yīng)該是過氧化氫溶液和二氧化錳，反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；在用橡皮管連接裝置B和E中的玻璃導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)先把玻璃管口潤濕，然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管．用排水法收集氣體前，應(yīng)將集氣瓶裝滿水，蓋上玻璃片，不要留有氣泡，否則使收集的氧氣不純；因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯�，因此還可以采用向上排空氣法收集；
（3）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，說明250℃時(shí)，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯(cuò)誤；氧氣能夠支持燃燒，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
【拓展延伸】如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．但KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用，高錳酸鉀的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)改變，故不是反應(yīng)的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)反思】對“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”還想探究的問題是：高錳酸鉀分解的最低溫度；
故答案為：（1）錐形瓶；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；用水潤濕；水；玻璃片；C；
（3）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】Ⅰ和Ⅲ；Ⅱ；將帶火星的木條放入試管內(nèi)；
【拓展延伸】不是；加入高錳酸鉀產(chǎn)生氧氣速度加快，是因?yàn)楦咤i酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用，而高錳酸鉀的質(zhì)量和 化學(xué)性質(zhì)改變，不是反應(yīng)的催化劑；
【實(shí)驗(yàn)反思】高錳酸鉀分解的最低溫度．

點(diǎn)評 本題考查了制取氧氣的方法，然后以高錳酸鉀制取氧氣進(jìn)行相關(guān)問題的探究，對于探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，一定要有明顯的現(xiàn)象差別才可以，所以在錳酸鉀和二氧化錳是否會生成氧氣探究中，就有兩個(gè)方案可以參考，質(zhì)量變化法和生成物檢驗(yàn)法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質(zhì)，理解催化劑的概念是解題的關(guān)鍵．