Question

8．現(xiàn)有下列裝置，回答問題：

（1）寫出有標號儀器的名稱：①鐵架臺，②錐形瓶；
（2）實驗室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，發(fā)生裝置為B（填字母序號）．若反應(yīng)過于劇烈，從實驗安全角度考慮，可以采取的措施有減緩液體滴加速率（寫一種即可）；
（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，為進一步研究高錳酸鉀的分解產(chǎn)物，某興趣小組查閱資料，并取一定質(zhì)量的高錳酸鉀加熱使之完全分解，進行下表所示的實驗．
【實驗內(nèi)容】

編號	實驗內(nèi)容	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
1	取反應(yīng)后固體剩余物0.2g 加入5mL6%的H2O2溶液	劇烈反應(yīng)，放熱 產(chǎn)生大量氣泡	生成物中的MnO2 催化分解H2O2
2	取0.2g MnO2 加入5mL6% （H2O2質(zhì)量分數(shù)）的H2O2溶液	平穩(wěn)反應(yīng)，放熱，持續(xù)產(chǎn)生氣泡	MnO2 催化 分解H2O2
3	取反應(yīng)后固體剩余物1.0g，加入足量水，充分溶解，過濾	固體完全溶解，濾紙 上無黑色固體殘余物	固體剩余物中無 MnO2

【實驗分析】
①完善上表中的填空內(nèi)容：實驗26%、實驗3MnO₂；
②實驗2的目的是與實驗1作對比，確定MnO₂是否起催化作用；
③經(jīng)討論，實驗1的結(jié)論不正確，理由是可能是分解后產(chǎn)物中其他物質(zhì)起催化作用；；
【資料】在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄受熱分解時，會發(fā)生以下兩個反應(yīng)：
a、6KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
b、KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KMnO₂+O₂↑
④取8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量可能為C（填字母序號）；
A．0.81g       B．1.08g       C．1.42g        D．1.62g
⑤資料顯示，KMnO₄在43.9℃一377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄的質(zhì)量比）為18.0%．結(jié)合資料分析，在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄分解反應(yīng)主要以b（填“a”或“b”）為主．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器解答；
（2）根據(jù)用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，屬于固液常溫型解答；
（3）根據(jù)實驗內(nèi)容可知，是要檢驗高錳酸鉀分解的產(chǎn)物中是否有MnO₂、是否催化分解H₂O₂，實驗2是與實驗1對比，確定MnO₂是否起催化作用，實驗3是分析反應(yīng)產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實驗1不嚴密，也可能是分解后的其他物質(zhì)起催化作用；
Ⅱ、據(jù)所給信息：KMnO₄受熱分解時，會發(fā)生以下兩個反應(yīng)，可據(jù)方程式分別計算出若發(fā)生單一反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量，因為兩個反應(yīng)同時發(fā)生，所以生成氧氣的質(zhì)量應(yīng)在二者之間；
據(jù)KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質(zhì)量比）為18.0%，結(jié)合以上方程式計算失重率，推測發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)．

解答 解：
（1）根據(jù)實驗室常用儀器可知：①鐵架臺；②錐形瓶；
（2）如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，屬于固液常溫型；過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；若反應(yīng)過于劇烈，從實驗安全角度考慮，可以采取的措施有減緩液體滴加速率或減低反應(yīng)物的濃度或打開橡皮塞；
（3）①實驗2是與實驗1對比，確定MnO₂是否起催化作用，則所取H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)應(yīng)相同，實驗3取反應(yīng)后固體剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，過濾后固體完全溶解，說明不含MnO₂，因為MnO₂不溶于水；
②實驗2是與實驗1作對比，確定MnO₂是否起催化作用；
③由實驗3可知反應(yīng)產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實驗1不嚴密，也可能是分解后的其他物質(zhì)起催化作用；
④若發(fā)生的是a反應(yīng)，設(shè)8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量為x
6KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                    4×32                   
8.0g                       x
$\frac{6×158}{8.0g}=\frac{4×32}{x}$
x=1.08g     
若發(fā)生的是b反應(yīng)，設(shè)8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量為y
  KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KMnO₂+O₂↑
  158            32
  8.0g           y
$\frac{158}{8.0g}=\frac{32}{y}$
 y=1.62g
因為KMnO₄受熱分解，會發(fā)生以上兩個反應(yīng)，所以生成氧氣的質(zhì)量介于1.08g和1.62g之間，故C選項正確；
⑤由題意可知：KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質(zhì)量比）為18.0%，據(jù)方程式可知：在a反應(yīng)中失重率為：$\frac{4×32}{6×158}$≈0.135，b反應(yīng)中失重率為：$\frac{32}{158}$≈0.201，可以發(fā)現(xiàn)，此時的失重率為18.0%，與b的失重率較為接近，故在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄分解反應(yīng)主要以b為主；
故答案為：
（1）鐵架臺；   錐形瓶；   
（2）2H₂O₂  $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；    B；    減緩液體滴加速率或減低反應(yīng)物的濃度或打開橡皮塞；
（3）
①a：6%；b：
②和實驗1進行對比，確定MnO₂是否為起催化作用；
③可能是分解后產(chǎn)物中其他物質(zhì)起催化作用；    
④C；    
⑤b．

點評 本題主要考查學(xué)生依據(jù)題意分析解決問題的能力，思維含量較大，掌握相關(guān)知識并能依據(jù)題目信息靈活分析解答問題，才能得出正確答案．