Question

11．根據圖1實驗裝置圖，回答問題：

（1）實驗儀器的名稱：a酒精燈；b集氣瓶．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學符號表達式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，發(fā)生裝置應該選用A，該裝置有一處不足，請改正：應在試管口放一團棉花．要收集到較純凈的氧氣，應該選用裝置C，若用該裝置收集的氧氣也不純，原因可能是集氣瓶中未裝滿水（答出一點即可）．
（3）在收集氧氣的方法也可采用向上（填“向上”或“向下”）排空氣法．若用圖2所示裝置采用“排空氣法”收集氧氣，請在圖中將導管補畫完整．
（4）已知在常溫下，一氧化氮是一種難溶于水的氣體，密度比空氣略大，與空氣中的氧氣迅速反應生成二氧化氮．若要收集一瓶一氧化氮，應選用下列圖3收集方法中的B
（5）包包同學稱取一定質量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實驗結束時，宇宇同學發(fā)現用排水法收集到的O₂大于理論產量．針對這一現象，包包和宇宇同學進行了如下探究：
【提出猜想】猜想I：反應生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【實驗驗證】包包和宇宇分成兩組，分別進行下列實驗：
包包同學取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，則猜想I、Ⅲ錯誤；
宇宇同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了想II正確的結論．宇宇同學選擇的實驗方法是將帶火星的木條伸入試管中，若復燃，則猜想正確；．
【拓展延伸】實驗發(fā)現，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢且需要的溫度較高，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的分解反應中是否作催化劑，為什么？否．

Answer 1

分析 （1）要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；   
（2）高錳酸鉀受熱時能夠分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣； 為了防止高錳酸鉀進入導管，通常在試管口塞一團棉花；凡是有氣體參加或產生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結果；
（3）氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水．
（4）根據一氧化氮是一種難溶于水的氣體，密度比空氣略大，與空氣中的氧氣迅速反應生成二氧化氮解答；
（5）根據實驗現象，可以判斷物質的性質；氧氣能夠供給呼吸，支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；根據實驗的過程分析設計問題．

解答 解：
（1）a是酒精燈，常用作熱源．b是試管；
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，因為反應不需要加熱，發(fā)生裝置應該選用A，為了防止高錳酸鉀進入導管，試管口應放一團棉花，組裝好儀器后，應先檢查裝置氣密性，再添加藥品．因為氧氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，即用E裝置收集，氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，即用C裝置收集，用排水法收集的氧氣比用排空氣法收集的氧氣純凈；如果導管口剛出現氣泡就開始收集，或集氣瓶裝水時留有氣泡，都能夠導致收集的氧氣不純．
（3）氧氣的密度比空氣的密度大，還可以用向上排空法收集；若用圖2所示裝置采用“排空氣法”收集氧氣，圖示如下：

（4）一氧化氮是一種難溶于水的氣體，密度比空氣略大，與空氣中的氧氣迅速反應生成二氧化氮，最好用排水法收集；
（5）【實驗驗證】
在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；
【拓展延伸】
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．KMnO₄在KClO₃的分解反應中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，產生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產生氧氣，同時產生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用．
答案   （1）酒精燈；集氣瓶
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A；應在試管口放一團棉花；   C；集氣瓶中未裝滿水（未等連續(xù)均勻氣泡產生就開始收集）
（3）向上         
（4）B
（5）Ⅰ、Ⅲ； 將帶火星的木條伸入試管中，若復燃，則猜想正確；
否，

點評 本題綜合考查了學生的基本實驗能力，涉及儀器的用途、化學方程式的書寫、裝置選擇、實驗基本操作等知識，只有綜合理解化學知識才能夠正確的解答．