Question

12．某化学实验小组需制备O₂并进行O₂部分性质实验，结合以下装置，回答下列问题：

（1）甲同学利用KClO₃和MnO₂制备O₂，其发生装置应选用上述装置中的C（ 选填装置对应的字母），收集O₂的方法是向上排空气法（只填一种），可用带火星的木条检验O₂；
（2）乙同学提出可用H₂O₂和MnO₂制备O₂，本着废物利用的原则，可以从甲同学制备O₂后剩余的固体中提取MnO₂，则提取MnO₂的操作步骤依次为：①溶解、②过滤、③洗涤、④干燥，其中步骤②比①多使用了一种玻璃仪器，该仪器名称是漏斗，请写出乙同学制O₂的化学方程式：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（3）丙同学欲用少量的KMnO₄和较多量的KClO₃固体混合物加热，以较快制备较多量O₂，你认为是否可行？可行，（填“可行”或“不可行”），请说明理由：KMnO₄受热易分解，其分解后生成的二氧化锰又可以作为氯酸钾的催化剂，使氯酸钾快速分解；
（4）丁同学将硫粉置于收集到的O₂中燃烧，可观察到发出蓝紫色火焰（填火焰颜色），其产物的名称是二氧化硫，它是形成酸雨的主要原因．

Answer 1

分析 （1）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，属于固体加热型制取气体和给试管中的固体加热的注意事项选择发生装置即可；根据氧气的溶解性及密度确定收集方法即可；根据氧气的助燃性进行分析．
（2）实验室加热KClO₃与MnO₂的混合物制氧气后的剩余固体物中回收MnO₂的操作顺序进行分析；根据溶解于过滤所需仪器进行分析；根据过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气写出该反应的化学方程式即可．
（3）根据反应物、生成物及反应原理进行分析．
（4）根据硫在氧气中燃烧的现象分析；根据硫在氧气中燃烧生成二氧化硫进行分析．

解答 解：（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，属于固体加热型制取气体，给试管中的固体加热时试管口要略微向下倾斜，以防冷凝水倒流炸裂试管，故应选用发生装置是C；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；氧气有助燃的作用，可以将带火星的小木条放在集气瓶内，如果复燃说明是氧气．
（2）剩余物质中有KCl（或含KClO₃）和MnO₂，要想回收MnO₂，要利用KCl（或含KClO₃）溶于水，但MnO₂不溶于水，应先将混合物溶解，然后过滤得MnO₂固体，然后将MnO₂固体洗涤并干燥即可；溶解需要的玻璃仪器是烧杯与玻璃棒；过滤需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒；过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）KMnO₄受热易分解，其分解后生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰又可以作为氯酸钾的催化剂，使氯酸钾快速分解，故该实验设计可行．
（4）硫在氧气中的燃烧会出现明亮的蓝紫色火焰，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，它是形成酸雨的主要原因．
故答案为：（1）C；向上排空气法；带火星的木条；（2）过滤；漏斗；2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（3）可行；KMnO₄受热易分解，其分解后生成的二氧化锰又可以作为氯酸钾的催化剂，使氯酸钾快速分解；（4）蓝紫色；二氧化硫．

点评 本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．