Question

17．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验．
①为探究MnO₂、CuO、KMnO₄对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将2.45g KClO₃加热至质量不再改变
Ⅱ．将2.45g KClO₃与1.0g MnO₂均匀混合加热至质量不再改变
Ⅲ．将xg KClO₃与1.0g CuO均匀混合加热至质量不再改变
Ⅳ．将2.45g KClO₃与1.0gKMnO₄均匀混合加热至质量不再改变
在相同温度下加热至完全反应，比较四组实验产生O₂的多少及快慢，记录如下：

	反应时间	收到O2体积
Ⅰ	6000s	4.3mL
Ⅱ	60s	4.3mL
Ⅲ	180s	4.3mL
Ⅳ	70s	4.8mL

Ⅱ中反应的符号表达式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；Ⅲ中x的值应为2.45．
②从Ⅱ反应后的产物中回收MnO₂（已知两种固体剩余物中只有MnO₂不溶于水），其步骤是：溶解、过滤、洗涤干燥．
③Ⅳ中除了氯酸钾分解速度比较快其产生氧气的量也比较多，请你回答下列问题：
a．写出产生氧气多出的原因是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
b．分解速度比较快的原因是：B（填序号）
A．KMnO₄是该反应的催化剂     B．KMnO₄分解生成的MnO₂是该反应的催化剂
④KMnO₄中，Mn元素的化合价是+7．

Answer 1

分析 ①根据反应方程式的书写方法和对照试验的设计方法考虑；②根据不溶于液体的固体和液体分离的方法考虑；③a因为高锰酸钾加热能产生氧气，再根据方程式的书写方法写出方程式；b．分解速度比较快的原因是高锰酸钾分解产生的二氧化锰正好作为氯酸钾分解的催化剂；④根据化合物中元素化合价的代数和为零考虑．

解答 解：①氯酸钾分解的反应物是氯酸钾，生成物是氯化钾和氧气，用最小公倍数法配平，氧气后面标上上升符号，所以方程式是：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；在设计对照实验时，只能允许一个变量，所以氯酸钾的质量都相同，所以X值是2.45；
②不溶于液体的固体和液体分离的方法是过滤；
③a．因为高锰酸钾加热能产生氧气，反应物是高锰酸钾，生成物是锰酸钾、二氧化锰和氧气，用观察法配平，氧气后面标上上升符号，所以方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
b．分解速度比较快的原因是高锰酸钾分解产生的二氧化锰正好作为氯酸钾分解的催化剂；
④设KMnO₄中，Mn元素的化合价是x
（+1）+x+（-2）×4=0
x=+7
故答案为：①2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；2.45；②过滤；③2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；B；④+7．

点评 解答本题关键是要知道方程式的书写方法，催化剂的特点，熟悉相对分子质量的计算方法，混合物分离方法，并能灵活运用．