Question

3．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)下從如圖中選擇裝置進(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)從上圖中選擇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↑．
（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(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；
【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固體于試管中，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Ⅰ錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測(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)方法是將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃．
【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KClO_3的分解速率大大加快．請(qǐng)說明KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中是否作催化劑不是，為什么？因?yàn)楦咤i酸鉀反應(yīng)后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了變化，加了高錳酸鉀之后，KClO₃分解速率大大加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常用儀器的名稱進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣進(jìn)行分析；
（3）【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)證氧氣的方法來確定氧氣的有無，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．

解答 解：（1）儀器a是錐形瓶；
故填：錐形瓶；
（2）該裝置適用于固液常溫下制取氧氣，則為過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）【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，說明不是二氧化錳產(chǎn)生的氧氣，故猜想Ⅰ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】：
高錳酸鉀不是催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀反應(yīng)后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了變化，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；
故填：Ⅰ；將帶火星的木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃；
不是；因?yàn)楦咤i酸鉀反應(yīng)后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了變化，加了高錳酸鉀之后，KClO₃分解速率大大加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了兩種制取氧氣的方法，然后以高錳酸鉀制取氧氣進(jìn)行相關(guān)問題的探究，對(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．