Question

【题目】某校化学兴趣小组的同学利用如图所示装置进行实验．
【实验目的】①用高猛酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验．
②粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积．
（1）【反应原理】（用文字表达式或符号表达式表示）
①用高锰酸钾制氧气： ．
②细铁丝在氧气中燃烧： ．
（2）【装置连接】为达到实验目的②，各装置的正确连顺序是a→→d（填字母）．
（3）【问题分析】①实验过程中发现B瓶中的水变红了，原因是： ．
②本实验中，试管口要比试管底略低的原因是
③用收集到的氧气做细铁丝的燃烧实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是： ．
（4）【问题分析】实验结束时，乙同学发现收集到的O2大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】
猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2；
猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2 ．
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的MnO2 ， 在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变．则猜想错误．
②第二组同学取锰酸钾在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是 ．
（5）拓展延伸
①实验发现，K2MnO4受热只能部分分解，经分析可能是生成物K2O对其分解产生影响．请设计实验方案验证： ．
②[实验反思]通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？ ．

Answer 1

【答案】
（1）高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；铁+氧气 四氧化三铁或3Fe+2O2 Fe3O4
（2）c→b
（3）试管口没有放一团棉花；防止冷凝水倒流到试管底部炸裂瓶底；没有在集气瓶的底部加少量水或铺上一层细沙
（4）Ⅰ；把带火星的木条伸入试管，带火星的木条复燃
（5）取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系；必须通过认真分析，用实验来加以证明
【解析】解：反应原理：①高锰酸钾制氧气：知其反应物为高锰酸钾，生成物为锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件为点燃，
故该反应的文字表达式是高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气；反应的方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；②细铁丝在氧气中燃烧：知其反应物为铁和氧气，生成物为四氧化三铁，反应条件为点燃，故该反应的文字表达式是铁+氧气 四氧化三铁；反应的方程式为：3Fe+2O2 Fe3O4；装置连接：为达到实验目的粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积，则各装置的正确连接顺序是a→c→b→d；问题分析：①用高锰酸钾制取一瓶氧气，实验过程发现B瓶中水变红了，原因是：试管口没有放一团棉花，导致高锰酸钾粉末进入水中；②试管口要比试管底略低的原因是防止冷凝水倒流到试管底部炸裂瓶底；③铁和氧气反应生成的四氧化三铁，温度很高，若直接和集气瓶底部直接接触，会导致集气瓶底部骤热而炸裂，则应事先在集气瓶中加入少量水或铺上一层细沙．【实验验证】探究二中，做出上述猜想的理由是：MnO2和锰酸钾（K2MnO4）两种物质中都含有氧元素①第一组同学取一定质量的MnO2 ， 在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变．则猜想I是错误的；证明猜想Ⅱ正确的方法是：取锰酸钾在250℃条件下加热，用一根带火星的木条伸入试管中，木条复燃，证明放出了氧气，因此猜想Ⅱ正确；【拓展延伸】要想验证K2MnO4受热只能部分分解，可能是生成物氧化钾（K2O）对其分解产生影响，可以设计对照实验，即取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾，用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系；【实验反思】通过以上实验探究，对“问题的发现与解决”的认识是：必须通过认真分析，用实验来加以证明．所以答案是：反应原理：①高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑②铁+氧气 四氧化三铁或3Fe+2O2 Fe3O4；
装置连接：c→b；问题分析：①试管口没有放一团棉花；②防止冷凝水倒流到试管底部炸裂瓶底；③没有在集气瓶的底部加少量水或铺上一层细沙．【实验验证】I，把带火星的木条伸入试管，带火星的木条复燃；【拓展延伸】取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系；【实验反思】必须通过认真分析，用实验来加以证明．
【考点精析】解答此题的关键在于理解氧气的制取装置的相关知识，掌握发生装置：固固加热型、固液不加热型，以及对氧气的收集方法的理解，了解收集装置：根据物质的密度、溶解性；排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气；）用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部．