Question

14．某校化學興趣小組的同學根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品，在老師的指導(dǎo)下從如圖中選擇裝置進行了氧氣的制備實驗．

（1）寫出儀器名稱：a試管，b集氣瓶．
（2）因為氧氣不易溶于水，故可以采用E裝置收集（填字母序號，下同）；因為氧氣的密度比空氣大，故可以選用C裝置收集．
（3）實驗室用二氧化錳與過氧化氫制取氧氣，選擇的發(fā)生裝置是B，若要收集一瓶較純凈的氧氣，選擇的收集裝置是E，該反應(yīng)的文字表達式為過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（4）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣可選用的發(fā)生裝置是A．為了防止高錳酸鉀粉末進入導(dǎo)管，該裝置還必須作出的一項改正是在試管口放一團棉花，該反應(yīng)的文字表達式為高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．
（5）該實驗中有很多注意事項，如試管口要略向下傾斜；加熱之前要先預(yù)熱…請你另補寫一條注意事項：高錳酸鉀受熱分解制氧氣實驗完畢，先將導(dǎo)管移出水槽再停止加熱．
（6）李時同學稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實驗結(jié)束時，李明同學發(fā)現(xiàn)排水法收集到的O₂大于理論產(chǎn)量．針對這一現(xiàn)象，同學們進行了如下探究：
[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．
[實驗驗證]同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
第一組同學取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；第二組同學取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是正確的結(jié)論．該組同學選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃．
[拓展延伸]實驗發(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) 是否作催化劑，為什么？錳酸鉀不是催化劑．因為高錳酸鉀在反應(yīng)后的質(zhì)量和性質(zhì)發(fā)生了變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器解答；
（2）根據(jù)氧氣的性質(zhì)分析解答；
（3）根據(jù)實驗室用二氧化錳與過氧化氫制取氧氣屬于固液常溫型解答；
（4）根據(jù)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣需加熱，根據(jù)用高錳酸鉀制取氧氣的注意事項解答；
（5）根據(jù)實驗中的注意事項解答；
（6）根據(jù)實驗現(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；
根據(jù)催化劑的性質(zhì)解答．

解答 解：（1）根據(jù)實驗室常用儀器可知：a試管；b集氣瓶；
（2）因為氧氣不易溶于水，故可以采用排水法收集；因為氧氣的密度比空氣大，故可以選用向上排空氣法收集；
（3）實驗室用二氧化錳與過氧化氫制取氧氣，屬于固液常溫型，選擇的發(fā)生裝置是B；要收集一瓶較純凈的氧氣，選擇的收集裝置是B；該反應(yīng)的文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（4）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣需加熱，可選用的發(fā)生裝置是A；為了防止高錳酸鉀粉末進入導(dǎo)管，該裝置還必須作出的一項改正是在試管口放一團棉花，該反應(yīng)的文字表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（5）高錳酸鉀受熱分解制氧氣實驗完畢，先將導(dǎo)管移出水槽再停止加熱；
（6）【實驗驗證】
在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；
取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃，說明猜想Ⅱ正確．
故填：Ⅰ和Ⅲ；把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃．
【拓展延伸】
【實驗反思】氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應(yīng)速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀分解速率大大加快，原因是高錳酸鉀加熱分解為錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，二氧化錳可以加快氯酸鉀的分解，但高錳酸鉀不是催化劑．因為高錳酸鉀在反應(yīng)后的質(zhì)量和性質(zhì)發(fā)生了變化．
故答案：
（1）a試管；b集氣瓶；
（2）E；C；
（3）B；E；過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（4）A；在試管口放一團棉花；高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（5）高錳酸鉀受熱分解制氧氣實驗完畢，先將導(dǎo)管移出水槽再停止加熱；
（6）【實驗驗證】Ⅰ和Ⅲ、把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
【拓展延伸】高錳酸鉀不是催化劑．因為高錳酸鉀在反應(yīng)后的質(zhì)量和性質(zhì)發(fā)生了變化．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．