Question

5．小芳在實驗室中用KMnO₄加熱制取O₂，反應的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實驗結束時，經計算分析發(fā)現用排水法收集到的O₂大于理論產量，針對這一現象，進行如下探究：
【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K₂MnO₂分解放出O₂；做出上述猜想的理由是錳酸鉀和二氧化錳都是含有氧元素的化合物．
【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
（1）第一組同學取一定質量的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錯誤．
（2）第二組同學取K₂MnO₄，在250℃條件下加熱，用用帶火星的木條檢測尾氣，觀察到的現象是木條復燃，證明猜想Ⅱ的結論正確．
【拓展延伸】實驗發(fā)現，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，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？不是；因為高錳酸鉀在反應后質量和化學性質發(fā)生了改變．

Answer 1

分析 根據高錳酸鉀反應的原理寫出反應的方程式；
【提出猜想】根據質量守恒定律進行分析；
【實驗驗證】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；
【拓展延伸】根據高錳酸鉀加熱分解也會產生氧氣解答；

解答 解：高錳酸鉀加熱產生錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，故反應的方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】根據質量守恒定律，錳酸鉀和二氧化錳中都含有氧元素，因此可能反應產生氧氣；故填：錳酸鉀和二氧化錳都是含有氧元素的化合物；
【實驗驗證】（1）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錯誤；故填：Ⅰ；
（2）氧氣能夠支持燃燒，因此可以選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；故填：用帶火星的木條，木條復燃；
【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；故填：不是；因為高錳酸鉀在反應后質量和化學性質發(fā)生了改變．

點評 以高錳酸鉀制取氧氣進行相關問題的探究，對于探究實驗的設計，一定要有明顯的現象差別才可以，所以在錳酸鉀和二氧化錳是否會生成氧氣探究中，就有兩個方案可以參考，質量變化法和生成物檢驗法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質，理解催化劑的概念是解題的關鍵．