Question

某�；瘜W(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)下進(jìn)行制備O₂實(shí)驗(yàn)．甲同學(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)，甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O₂大于理論產(chǎn)量．針對(duì)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)們分組進(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(cè)得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想

 

錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒(méi)有用測(cè)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

 

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【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(qǐng)說(shuō)明KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？

 

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【實(shí)驗(yàn)反思】通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)探究，你對(duì)“實(shí)驗(yàn)室制取氧氣”還想探究的問(wèn)題是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素,催化劑的特點(diǎn)與催化作用

專題：科學(xué)探究

分析：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)二氧化錳的質(zhì)量不變，得出結(jié)論；
要驗(yàn)證猜想II，可以用驗(yàn)證氧氣的方法來(lái)確定氧氣的有無(wú)，可以用帶火星的木條檢驗(yàn)，觀察現(xiàn)象；
【拓展延伸】根據(jù)高錳酸鉀及氯酸鉀反應(yīng)的特點(diǎn)及催化劑分析回答；
【實(shí)驗(yàn)反思】提出與制取有關(guān)的問(wèn)題即可．

解答：解：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO₂的質(zhì)量不變，說(shuō)明不是二氧化錳產(chǎn)生的氧氣，故猜想Ⅰ和 III錯(cuò)誤；驗(yàn)證氧氣的產(chǎn)生還可以用帶火星的木條伸進(jìn)試管內(nèi)，看是否復(fù)燃；
【拓展延伸】加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解也會(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用．
故答案為：高錳酸鉀不是催化劑，加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解也會(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用；
【實(shí)驗(yàn)反思】通過(guò)高錳酸鉀控制在250℃即可分解，而氯酸鉀需要較高的溫度，可以提出氯酸鉀分解的最佳溫度是多少？為什么二者分解的溫度不同？KClO₃固體加熱分解是否還可用其它物質(zhì)作催化劑？使用實(shí)驗(yàn)室還有沒(méi)有其它方法可以制備O₂等等；
故答案為：（6分）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】I和 III （2分）  用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，并用帶火星的木條檢驗(yàn)是否是O₂（1分）
【拓展延伸】否，因?yàn)镵MnO₄加熱時(shí)會(huì)發(fā)生分解，反應(yīng)前后質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變（2分）
【實(shí)驗(yàn)反思】KClO₃固體加熱分解是否還可用其它物質(zhì)作催化劑（或使用實(shí)驗(yàn)室還有沒(méi)有其它方法可以制備O₂等等，合理的均給分）（1分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查了制取氧氣的方法，對(duì)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(huì)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．