Question

7．某興趣小組根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品進(jìn)行了氧氣的制備實驗．
（1）甲①寫出儀器B的名稱：集氣瓶．
②甲同學(xué)應(yīng)選取的試劑是Mn0₂和H₂O₂（填化學(xué)式），Mn0₂固體在該反應(yīng)中起催化作用．
③除用排水法外，甲同學(xué)還可選擇向上排空氣法_法收集氧氣．
④實驗前，甲同學(xué)先向儀器A中加入水，然后將導(dǎo)管放人水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導(dǎo)管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實驗操作的目的是檢驗裝置的氣密性
（2）乙同學(xué)稱取一定質(zhì)量KMn0₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實驗結(jié)束時，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)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l：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出0₂；猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂Mn0₄分解放出O₂．
做出上述猜想的理由是二氧化錳和錳酸鉀中都含有氧元素．
【實驗驗證】同學(xué)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實驗：
①第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質(zhì)量不變．則猜想1錯誤．
②第二組同學(xué)取K₂Mn0₄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)選擇的實驗方法是制得了氧氣或收到了氧氣或?qū)�帶火星木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃等．
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對其分解產(chǎn)生影響．請設(shè)計實驗方案驗證：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系
【實驗反思】通過以上實驗探究，你對“問題的發(fā)現(xiàn)與解決”有何認(rèn)識？必須通過認(rèn)真分析，用實驗來加以證明．

Answer 1

分析 （1）認(rèn)識常見儀器的名稱，根據(jù)裝置特點和實驗室制氧氣的原理進(jìn)行判斷；根據(jù)二氧化錳在反應(yīng)中的表現(xiàn)了解作用；根據(jù)氧氣的密度和溶水性考慮收集方法；實驗前要檢查裝置的氣密性；
（2）高錳酸鉀分解產(chǎn)生了錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，可以據(jù)此解答該題；根據(jù)猜想1，預(yù)測猜想2：根據(jù)反應(yīng)中的生成物來進(jìn)行判斷；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，含有氧元素的物質(zhì)才有可能生成氧氣；①根據(jù)題中的實驗現(xiàn)象進(jìn)行解答；根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)來進(jìn)行解答；
【拓展延伸】根據(jù)設(shè)計的實驗方案是：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系進(jìn)行分析；
【實驗反思】總結(jié)實驗的分析和解決過程，然后了解到需認(rèn)真分析，并根據(jù)科學(xué)的方法去驗證．

解答 解：（1）①儀器B的名稱是集氣瓶；故填：集氣瓶；
②該裝置適合固液不加熱反應(yīng)，我們可以用過氧化氫溶液和固體二氧化錳反應(yīng)制取氧氣，其中二氧化錳在反應(yīng)前后性質(zhì)和質(zhì)量都不發(fā)生變化，所以二氧化錳起催化作用．故答案為：H₂O₂、催化；
③氧氣的密度大于空氣的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，還可以用向上排空氣法收集；故答案為：向上排空氣法；
④這種做法可以使裝置內(nèi)外形成壓力差，看裝置是否漏氣；故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（2）高錳酸鉀分解產(chǎn)生了錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應(yīng)的表達(dá)式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】根據(jù)猜想1，預(yù)測猜想2：高錳酸鉀分解產(chǎn)生了錳酸鉀，可以猜想錳酸鉀是不是也能分解產(chǎn)生氧氣；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，含有氧元素的物質(zhì)才有可能生成氧氣，則：二氧化錳和錳酸鉀或MnO₂和K₂MnO₄中都含有氧元素；故填：二氧化錳和錳酸鉀中都含有氧元素；
【實驗驗證】①氧氣為氣體，而對二氧化錳加熱，質(zhì)量沒有減少，所以可以判斷二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣，故猜想1錯誤；故填：1；
②根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)可以知道，可以用帶火星的木條復(fù)燃，所以可以用帶火星的木條來進(jìn)行檢驗．故答案為：制得了氧氣或收到了氧氣或?qū)�帶火星木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃等．
【拓展延伸】通過分析可知，設(shè)計的實驗方案是：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．
故填：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系；
【實驗反思】要想發(fā)現(xiàn)問題，必須細(xì)心認(rèn)真；要想解決問題，必須認(rèn)真分析問題的原因所在，并用實驗去驗證，故答案為：必須通過認(rèn)真分析，用實驗來加以證明．

點評 本題考查制取氧氣的實驗以及相關(guān)問題，還有驗證猜想的實驗設(shè)計，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識才可做好此題．