Question

11．某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．写出该反应的文字表达式高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．实验结束时，丙同学发现用排水集气法收集到的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把带火星的木条伸入试管中，木条复燃
【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，加了高锰酸钾之后，产生氧气速度加快是因为高锰酸钾分解也会产生氧气，同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用．

Answer 1

分析 根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
【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．

解答 解：高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
【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．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也会产生氧气，同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用．
故答案为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
【实验验证】Ⅰ和Ⅲ；把带火星的木条伸入试管中，木条复燃；
【拓展延伸】不是，加了高锰酸钾之后，产生氧气的速度加快是因为高锰酸钾分解也会产生氧气，同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用．

点评 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．