Question

10．在学习了实验室制取氧气的知识后，某科学小组同学对于“含氧化合物制氧气”问题，提出了如下观点：
【观点】Ⅰ．只有含氧化合物才能作为反应物制氧气；Ⅱ．任意一种含氧氧化合物都可以作为反应物制氧气．
【已知】实验室制氧气的反应原理如下：
①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑  ②2KCIO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{加热}$2KCl+3O₂↑   ③2KMnO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
对于以上观点，该小组同学决定用学过的科学知识和科学方法加以证明．请你一同参与探究并完成下列问题：
【探究一】针对观点I，大家一致认为不需要设计验证实验就可直接判定该观点是正确的．
（1）他们判定观点Ⅰ正确的理论依据是质量守恒定律．
（2）除上述实验室制氧气的三种反应物以外，请你再列举-种能分解生成氧气的非金属氧化物H₂O．（填化学式）
【探究二】现有氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾三种物质以及试管（主要成分是SiO₂）、酒精灯、铁架台等必要的仪器．请从中选择合适的药品及仪器，从含氧物质加热能否产生氧气的角度，设置一组对照实验，证明观点Ⅱ错误．
（3）上述对照实验的方案是：操作方法：分别取5g氯酸钾、二氧化锰和高锰酸钾于试管中，用酒精灯加热，并将带火星的木条放在三只试管口；
实验现象：加热一段时间后，盛放高锰酸钾的试管口处的木条复燃，证明加热高锰酸钾产生了氧气；又过一段时间后，加热氯酸钾的试管口处的木条复燃，证明加热氯酸钾也会释放出氧气；而加热二氧化锰的试管口处的木条始终没有复燃，证明加热二氧化锰没有产生氧气．（要求写出操作方法、实验现象及结论）
【评价交流】比较①、②反应原理可知，两者都需要MnO₂作催化剂，但KClO₃霱要加热；比较②、③反应原理可知，两者都需要加热，但KClO₃还需要催化剂，根据上述分析，对含氧化合物制氧气，归纳槪括出一个新的观点（观点Ⅲ）．
（4）观点Ⅲ：含氧化合物若能作为反应物制氧气，含氧化合物需要在一定的条件下才能产生氧气．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律来分析；
（2）根据水在通电的条件下分解为氢气和氧气进行解答；
（3）根据实验要求来设计实验；
（4）通过比较来分析解答．

解答 解：（1）在化学变化前后，元素的种类不变，故制取氧气的物质中必须含有氧元素；故填：质量守恒定律；
（2）水是由氢元素和氧元素组成的氧化物，属于非金属氧化物，在通电的条件下分解为氢气和氧气；故填：H₂O；
（3）要想验证观点Ⅱ错误，可以加热等质量的氯酸钾、二氧化锰和高锰酸钾，观察是否能产生氧气；
故填：操作方法：分别取5g氯酸钾、二氧化锰和高锰酸钾于试管中，用酒精灯加热，并将带火星的木条放在三只试管口；
实验现象：加热一段时间后，盛放高锰酸钾的试管口处的木条复燃，证明加热高锰酸钾产生了氧气；又过一段时间后，加热氯酸钾的试管口处的木条复燃，证明加热氯酸钾也会释放出氧气；而加热二氧化锰的试管口处的木条始终没有复燃，证明加热二氧化锰没有产生氧气．
结论：观点Ⅱ是错误的．
（4）由实验比较可知，含氧化合物需要在一定的条件下才能产生氧气；故填：含氧化合物需要在一定的条件下才能产生氧气．

点评 本题考查了探究实验室中制取氧气的原理和方法，难度较大．