Question

11．某興趣小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品進(jìn)行了氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．
（1）甲同學(xué)選用如圖所示的裝置制取氧氣．
寫出儀器B的名稱：水槽．
②甲同學(xué)應(yīng)選取的試劑是Mn0₂和H₂O₂（填化學(xué)式），
Mn0₂固體在該反應(yīng)中起催化作用．
③除用排水法外，甲同學(xué)還可選擇向上排空氣法收集氧氣．
④實(shí)驗(yàn)前，甲同學(xué)先向儀器A中加入水，然后將導(dǎo)管放人水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導(dǎo)管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實(shí)驗(yàn)操作的目的是檢驗(yàn)裝置的氣密性．
（2）乙同學(xué)稱取一定質(zhì)量KMn0₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，該反
應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)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l：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變．
【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Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得Mn0₂的質(zhì)量不變．則猜想Ⅰ錯(cuò)誤．
②第二組同學(xué)取K₂Mn0₄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)方法是加熱錳酸鉀，將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，證明有氧氣生成．
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對(duì)其分解產(chǎn)生影響．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時(shí)間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進(jìn)行分析；
②根據(jù)反應(yīng)裝置和所提供藥品，確定另一種藥品；根據(jù)二氧化錳在反應(yīng)中的表現(xiàn)了解作用；
③根據(jù)氧氣的密度和溶水性考慮收集方法；
④實(shí)驗(yàn)前要檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）根據(jù)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進(jìn)行分析；
【提出猜想】根據(jù)有氧氣生成就要有氧元素存在進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】】①根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答；
②根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)來進(jìn)行解答；
【拓展延伸】根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時(shí)間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系進(jìn)行分析．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，B是水槽；
②如圖裝置適合固液不加熱反應(yīng)，我們可以用過氧化氫溶液和固體二氧化錳反應(yīng)制取氧氣，其中二氧化錳在反應(yīng)前后性質(zhì)和質(zhì)量都不發(fā)生變化，所以二氧化錳起催化作用；
③因氧氣的密度大于空氣的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，還可以用向上排空氣法收集；
④這種做法可以使裝置內(nèi)外形成壓力差，看裝置是否漏氣，所以該實(shí)驗(yàn)操作的目的是：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】O₂是由氧元素組成的單質(zhì)，所以猜想的理由是二氧化錳中含有氧元素，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】①氧氣為氣體，而對(duì)二氧化錳加熱，質(zhì)量沒有減少，所以可以判斷二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣，所以猜想Ⅰ錯(cuò)誤；
②根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)可以知道，可以用帶火星的木條復(fù)燃，所以可以用帶火星的木條來進(jìn)行檢驗(yàn)；
【拓展延伸】通過分析可知，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時(shí)間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．
故答案為：（1）水槽；
②H₂O₂，催化；
③向上排空氣法；
④檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】①Ⅰ；
②加熱錳酸鉀，將帶火星的木條放在試管口，木條復(fù)燃，證明有氧氣生成；
【拓展延伸】取等量的錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加入氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法收集一瓶氣體，收集一瓶氧氣所用的時(shí)間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制取氧氣的實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)問題，還有驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識(shí)才可做好此題．