Question

【題目】2019年蘇州市初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查內(nèi)容是“用高錳酸鉀制取氧氣”(裝置圖如下)，下面是某同學(xué)在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中填寫(xiě)的部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

實(shí)驗(yàn)步驟	有關(guān)問(wèn)題
⑴檢查氣體發(fā)生裝置的氣密性。	檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)是_____。
⑵向試管中加入少量高錳酸鉀粉末，使其平鋪于試管底部，按上圖所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置。在接近試管口的地方放置一小團(tuán)蓬松的棉花團(tuán)。	①用藥匙或紙槽向試管中加入少量高錳酸鉀粉末。 ②組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要根據(jù)___的高度將盛有藥品的試管固定在鐵架臺(tái)上。 ③欲調(diào)整裝置中試管的傾斜角度，應(yīng)調(diào)節(jié)圖中A、B、C哪個(gè)旋鈕：___旋鈕。 ④試管口棉花團(tuán)的作用是____。
實(shí)驗(yàn)步驟	有關(guān)問(wèn)題
⑶加熱試管，當(dāng)導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時(shí)，開(kāi)始收集氣體。	①加熱試管的方法是____。 ②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。 ③收集滿(mǎn)瓶氧氣的操作過(guò)程是：等集氣瓶中的水排完后，一只手扶穩(wěn)集氣瓶，另一只手首先小心地將導(dǎo)管從瓶口移開(kāi)，然后___，最后把集氣瓶正放在桌子上。
⑷氣體收集完畢后，操作B	操作B是先____，再_____

⑸收集完氣體后，測(cè)得其純度明顯偏低，其原因可能是____(填字母)。

A 高錳酸鉀中混入了二氧化錳 B 收集前，集氣瓶中未注滿(mǎn)水

C 收集后，集氣瓶中仍留有水 D 未見(jiàn)氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)就開(kāi)始收集

⑹選擇排水法收集一瓶氧氣，供“鐵絲在氧氣中燃燒”實(shí)驗(yàn)使用的理由是____。

⑺)加熱3.16g高錳酸鉀固體一段時(shí)間，若高錳酸鉀中的氧元素有1/4轉(zhuǎn)化為氧氣，則生成的氧氣的質(zhì)量為____，剩余固體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。(精確到0.1%)

⑻林同學(xué)稱(chēng)取一定質(zhì)量高錳酸鉀制取一定質(zhì)量的氧氣，將溫度控制在250℃加熱制O2，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，林同學(xué)發(fā)現(xiàn)在用高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中，收集到的O2大于理論產(chǎn)量，針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下進(jìn)行了如下探究：

（提出猜想）依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出如下猜想：

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)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

①第一組同學(xué)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。則猜想____錯(cuò)誤。

②第二組同學(xué)取一定質(zhì)量的K2MnO4在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量____(填“減輕”或“增重”)，得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。

林同學(xué)提出：不用測(cè)定質(zhì)量也能驗(yàn)證以上猜想是否正確，林同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法可能是____。

（拓展延伸）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，K2MnO4受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是K2MnO4分解的生成物K2O對(duì)其分解產(chǎn)生影響。為驗(yàn)證此結(jié)論，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：

①分別取K2MnO4固體于兩支試管中，一支試管中加入K2O，一支試管中不加K2O。

②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體。③比較所用的時(shí)間長(zhǎng)短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系。該過(guò)程中還必須控制相同的變量是______。

Answer 1

【答案】先把導(dǎo)管進(jìn)入水中，用手握住試管，導(dǎo)管口會(huì)有氣泡冒出 移開(kāi)手后過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)管口會(huì)形成一段水柱，說(shuō)明裝置不漏氣 酒精燈 B 防止高錳酸鉀粉末隨氣流進(jìn)入導(dǎo)管或水槽 先均勻加熱試管，再集中加熱試管底部 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 在水下蓋上玻璃片，把集氣瓶從水中取出 先把導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈 BD 排水法收集的氧氣較純凈且便于在瓶?jī)?nèi)預(yù)留少量水 0.32g 33.8% Ⅰ 減輕 將帶火星木條伸進(jìn)試管口，根據(jù)木條是否復(fù)燃判斷是否產(chǎn)生了氧氣 高錳酸鉀固體的質(zhì)量和加熱的溫度

【解析】

（1）該實(shí)驗(yàn)中檢查裝置氣密性的具體操作是先把導(dǎo)管進(jìn)入水中，用手握住試管，導(dǎo)管口會(huì)有氣泡冒出，故填先把導(dǎo)管進(jìn)入水中，用手握住試管，導(dǎo)管口會(huì)有氣泡冒出；

判斷氣密性良好的依據(jù)是移開(kāi)手后過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)管口會(huì)形成一段水柱，說(shuō)明裝置不漏氣，故填移開(kāi)手后過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)管口會(huì)形成一段水柱，說(shuō)明裝置不漏氣。

（2）②組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要根據(jù)酒精燈的高度來(lái)調(diào)節(jié)試管的高度，故填酒精燈；

③由圖可知，A旋鈕用來(lái)調(diào)節(jié)試管的高度，B旋鈕用來(lái)調(diào)節(jié)試管的傾斜度，C試管用來(lái)調(diào)節(jié)鐵夾夾取試管的長(zhǎng)度，故填B；

④用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，在試管口放一團(tuán)棉花可以防止高錳酸鉀粉末隨氣流進(jìn)入導(dǎo)管或水槽，故填防止高錳酸鉀粉末隨氣流進(jìn)入導(dǎo)管或水槽。

（3）①加熱試管時(shí)，應(yīng)先均勻加熱試管，再集中加熱試管底部，避免試管受熱不勻發(fā)生炸裂，故填先均勻加熱試管，再集中加熱試管底部；

②高錳酸鉀在加熱的條件下反應(yīng)生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫(xiě)為：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；

③用排水法收集氧氣時(shí)，集滿(mǎn)氧氣后，應(yīng)在水下蓋上玻璃片，把集氣瓶從水中取出，故填在水下蓋上玻璃片，把集氣瓶從水中取出。

（4）加熱固體制取氧氣并用排水法收集氧氣，實(shí)驗(yàn)停止時(shí)，應(yīng)先把導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈，防止水倒流使試管遇水驟冷發(fā)生炸裂，故填先把導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈。

（5）A 高錳酸鉀中混入了二氧化錳被棉花過(guò)濾不會(huì)進(jìn)入集氣瓶中，選項(xiàng)錯(cuò)誤；

B 收集前，集氣瓶中未注滿(mǎn)水，瓶中含有空氣，降低了氧氣的純度，選項(xiàng)正確；

C 收集后，集氣瓶中仍留有水，只是減小了瓶中氧氣的體積，但不影響氧氣的純度，選項(xiàng)錯(cuò)誤；

D 剛出氣就收集氣體，剛冒出的氣泡主要是原瓶中的空氣，降低了氧氣的純度，選項(xiàng)正確，故填BD。

（6）選擇排水法收集一瓶氧氣的優(yōu)點(diǎn)是排水法收集的氧氣較純凈且便于在瓶?jī)?nèi)預(yù)留少量水，故填排水法收集的氧氣較純凈且便于在瓶?jī)?nèi)預(yù)留少量水。

（7）生成氧氣的質(zhì)量為3.16g××100%×=0.32，故填0.32g；

剩余固體中氧元素的質(zhì)量為3.16g××100%×=0.96g，剩余固體的質(zhì)量為3.16g0.32g=2.84g，剩余固體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%≈33.8%，故填33.8%。

[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]①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(shuō)明MnO2不能分解放出O2，則猜想I不成立，故填I。

②猜想Ⅱ正確，說(shuō)明反應(yīng)生成的K2MnO4也能分解放出O2，則加熱K2MnO4固體后質(zhì)量減輕，故填減輕；

氧氣具有助燃性，也可以通過(guò)檢驗(yàn)氧氣的方法來(lái)判斷，即將帶火星木條伸進(jìn)試管口,根據(jù)木條是否復(fù)燃判斷是否產(chǎn)生了氧氣，故填將帶火星木條伸進(jìn)試管口,根據(jù)木條是否復(fù)燃判斷是否產(chǎn)生了氧氣。

[拓展延伸]該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證K2O對(duì)高錳酸鉀分解生成氧氣的影響，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制高錳酸鉀固體的質(zhì)量和加熱的溫度相同，故填高錳酸鉀固體的質(zhì)量和加熱的溫度。