Question

17．某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从图中选择装置进行了氧气的制备实验．

（1）写出仪器a的名称：锥形瓶．
（2）甲同学从图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．在用胶皮管连接装置B和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口用水润湿，然后稍稍用力把玻璃管插入胶皮管．收集气体前，应将集气瓶装满水并盖上玻璃片．收集氧气还可选用的装置是C．
（3）乙同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的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；
猜想III：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【实验验证】
同学们分成两组，分别进行下列实验：
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和Ⅲ错误；第二组同学取K₂MnO₄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将带火星的木条放入试管内．
【拓展延伸】
实验发现，KClO₃固体加热制取O₂的反应速率很慢，但如果 将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．请说明KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂，为什么？不是；加入高锰酸钾产生氧气速度加快，是因为高锰酸钾分解产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用，而高锰酸钾的质量和 化学性质改变，不是反应的催化剂．
【实验反思】通过以上实验探究，你对“实验室制取氧气”还想探究的问题是高锰酸钾分解的最低温度．

Answer 1

分析 （1）熟悉常见仪器的名称和用途；
（2）根据装置B制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以是过氧化氢制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，并根据橡皮管连接的方法回答；氧气密度比空气大，还可用向上排空气法收集；
（3）【实验验证】根据实验现象，可以判断物质的性质；氧气能够供给呼吸，支持燃烧，能使带火星的木条复燃进行分析；
【拓展延伸】根据高锰酸钾加热分解也会产生氧气解答；
【实验反思】还想探究：高锰酸钾分解的最低温度．．

解答 解：（1）图中仪器a是锥形瓶；
（2）实验室制取氧气，B装置是固液不加热的发生装置，所以所用试剂应该是过氧化氢溶液和二氧化锰，反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；在用橡皮管连接装置B和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口润湿，然后稍稍用力把玻璃管插入胶皮管．用排水法收集气体前，应将集气瓶装满水，盖上玻璃片，不要留有气泡，否则使收集的氧气不纯；因为氧气的密度比空气大，因此还可以采用向上排空气法收集；
（3）【实验验证】在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，说明250℃时，二氧化锰不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ错误；氧气能够支持燃烧，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是把带火星的木条伸入试管中，木条复燃；
【拓展延伸】如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．但KMnO₄在KClO₃的分解反应中不是作催化剂，原因是加了高锰酸钾之后，产生氧气速度加快是因为高锰酸钾分解产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用，高锰酸钾的质量和化学性质改变，故不是反应的催化剂；
【实验反思】对“实验室制取氧气”还想探究的问题是：高锰酸钾分解的最低温度；
故答案为：（1）锥形瓶；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；用水润湿；水；玻璃片；C；
（3）【实验验证】Ⅰ和Ⅲ；Ⅱ；将带火星的木条放入试管内；
【拓展延伸】不是；加入高锰酸钾产生氧气速度加快，是因为高锰酸钾分解产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用，而高锰酸钾的质量和 化学性质改变，不是反应的催化剂；
【实验反思】高锰酸钾分解的最低温度．

点评 本题考查了制取氧气的方法，然后以高锰酸钾制取氧气进行相关问题的探究，对于探究实验的设计，一定要有明显的现象差别才可以，所以在锰酸钾和二氧化锰是否会生成氧气探究中，就有两个方案可以参考，质量变化法和生成物检验法，掌握氯酸钾和高锰酸钾的性质，理解催化剂的概念是解题的关键．