Question

【題目】2019年蘇州市初中化學實驗考查內(nèi)容是“用高錳酸鉀制取氧氣”(裝置圖如下)，下面是某同學在本次實驗過程中填寫的部分實驗報告，請回答有關問題：

實驗步驟	有關問題
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，按上圖所示組裝實驗裝置。在接近試管口的地方放置一小團蓬松的棉花團。	①用藥匙或紙槽向試管中加入少量高錳酸鉀粉末。 ②組裝實驗裝置時，要根據(jù)___的高度將盛有藥品的試管固定在鐵架臺上。 ③欲調(diào)整裝置中試管的傾斜角度，應調(diào)節(jié)圖中A、B、C哪個旋鈕：___旋鈕。 ④試管口棉花團的作用是____。
實驗步驟	有關問題
⑶加熱試管，當導管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時，開始收集氣體。	①加熱試管的方法是____。 ②發(fā)生反應的化學方程式為____。 ③收集滿瓶氧氣的操作過程是：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管從瓶口移開，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，集氣瓶中未注滿水

C 收集后，集氣瓶中仍留有水 D 未見氣泡連續(xù)均勻冒出時就開始收集

⑹選擇排水法收集一瓶氧氣，供“鐵絲在氧氣中燃燒”實驗使用的理由是____。

⑺)加熱3.16g高錳酸鉀固體一段時間，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)量分數(shù)為____。(精確到0.1%)

⑻林同學稱取一定質(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，實驗結(jié)束時，林同學發(fā)現(xiàn)在用高錳酸鉀制取氧氣的實驗中，收集到的O2大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學們在老師的指導下進行了如下探究：

（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：反應生成的MnO2分解放出O2

猜想Ⅱ：反應生成的K2MnO4分解放出O2

（實驗驗證）同學們分為兩組，分別進行以下實驗：

①第一組同學取一定質(zhì)量的MnO2，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO2的質(zhì)量不變。則猜想____錯誤。

②第二組同學取一定質(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。

林同學提出：不用測定質(zhì)量也能驗證以上猜想是否正確，林同學選擇的實驗方法可能是____。

（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K2MnO4分解的生成物K2O對其分解產(chǎn)生影響。為驗證此結(jié)論，設計如下實驗方案：

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比較所用的時間長短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系。該過程中還必須控制相同的變量是______。

Answer 1

【答案】先把導管進入水中，用手握住試管，導管口會有氣泡冒出 移開手后過一段時間，導管口會形成一段水柱，說明裝置不漏氣 酒精燈 B 防止高錳酸鉀粉末隨氣流進入導管或水槽 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內(nèi)預留少量水 0.32g 33.8% Ⅰ 減輕 將帶火星木條伸進試管口，根據(jù)木條是否復燃判斷是否產(chǎn)生了氧氣 高錳酸鉀固體的質(zhì)量和加熱的溫度

【解析】

（1）該實驗中檢查裝置氣密性的具體操作是先把導管進入水中，用手握住試管，導管口會有氣泡冒出，故填先把導管進入水中，用手握住試管，導管口會有氣泡冒出；

判斷氣密性良好的依據(jù)是移開手后過一段時間，導管口會形成一段水柱，說明裝置不漏氣，故填移開手后過一段時間，導管口會形成一段水柱，說明裝置不漏氣。

（2）②組裝實驗裝置時，要根據(jù)酒精燈的高度來調(diào)節(jié)試管的高度，故填酒精燈；

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

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

（3）①加熱試管時，應先均勻加熱試管，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生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，故反應的化學方程式寫為：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；

③用排水法收集氧氣時，集滿氧氣后，應在水下蓋上玻璃片，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，實驗停止時，應先把導管移出水面，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濾不會進入集氣瓶中，選項錯誤；

B 收集前，集氣瓶中未注滿水，瓶中含有空氣，降低了氧氣的純度，選項正確；

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，選項錯誤；

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，選項正確，故填BD。

（6）選擇排水法收集一瓶氧氣的優(yōu)點是排水法收集的氧氣較純凈且便于在瓶內(nèi)預留少量水，故填排水法收集的氧氣較純凈且便于在瓶內(nèi)預留少量水。

（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)量分數(shù)為 ×100%≈33.8%，故填33.8%。

[實驗驗證]①取一定質(zhì)量的MnO2，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO2的質(zhì)量不變，說明MnO2不能分解放出O2，則猜想I不成立，故填I。

②猜想Ⅱ正確，說明反應生成的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，也可以通過檢驗氧氣的方法來判斷，即將帶火星木條伸進試管口,根據(jù)木條是否復燃判斷是否產(chǎn)生了氧氣，故填將帶火星木條伸進試管口,根據(jù)木條是否復燃判斷是否產(chǎn)生了氧氣。

[拓展延伸]該實驗是驗證K2O對高錳酸鉀分解生成氧氣的影響，所以實驗中應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。