题目内容
15．
某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验．（1）甲同学选用如图所示的装置制取氧气．
①写出仪器A的名称：分液漏斗．
②甲同学应选取的试剂是MnO2和H2O2（填化学式），MnO2固体在该反应中起催化作用．
③除用排水法外，甲同学还可选择向上排空气法收集氧气，理由是氧气的密度比空气大．
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是检查装置的气密性．
（2）乙同学称取一定质量高锰酸钾放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O2，该反应的符号表达式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．实验结束时，乙同学发现收集到的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1：反应生成的MnO2分解放出O2；
猜想2：反应生成的锰酸钾分解放出O2
做出上述猜想的理由是：MnO2和锰酸钾两物质中都含有它们都是含有氧元素的化合物．
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①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错误．
②第二组同学取锰酸钾在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加热锰酸钾，将带火星的木条放在试管口，木条复燃，证明有氧气生成．
【实验反思】通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？必须通过认真分析，用实验来加以证明．
分析 （1）根据实验室制取氧气的原理、方法以及注意事项来分析解答；
（2）根据质量守恒定律可知，含有氧元素的物质才有可能生成氧气；根据题中的实验现象进行解答；根据氧气能够支持燃烧的性质来进行解答．总结实验的分析和解决过程，然后了解到需认真分析，并根据科学的方法去验证．
解答 解：（1）①仪器A是分液漏斗；故填：分液漏斗；
②该装置适用于固体与液体在常温下反应制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气；故填：H2O2；催化；
③氧气的密度比空气大，所以向上排空气；故填：向上排空气；氧气的密度比空气大；
④实验前，要检查装置的气密性，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现；故填：检查装置的气密性．
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故填：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
【提出猜想】根据质量守恒定律可知，含有氧元素的物质才有可能生成氧气，则：二氧化锰和锰酸钾或MnO2和K2MnO4中都含有氧元素；
【实验验证】①氧气为气体，而对二氧化锰加热，质量没有减少，所以可以判断二氧化锰不能分解产生氧气，故猜想1错误；
②根据氧气能够支持燃烧的性质可以知道，可以用带火星的木条复燃，所以可以用带火星的木条来进行检验．故可以为：制得了氧气或收到了氧气或将带火星木条伸入试管内，木条复燃等．
【实验反思】要想发现问题，必须细心认真；要想解决问题，必须认真分析问题的原因所在，并用实验去验证，故填：必须通过认真分析，用实验来加以证明．
点评 本题考查制取氧气的实验以及相关问题，还有验证猜想的实验设计，要同学们具有综合的化学知识才可做好此题．
阅读快车系列答案【猜想与假设】
猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：NaOH、Na2CO3．
【实验与探究】
（1）实验如下：
| 实验操作步骤 | 实验现象 | 结论及解释 |
| 步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸 | 实验过程中始终没有气泡产生 | 证明猜想Ⅰ成立 |
| 步骤二：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氢氧化钡溶液 | 实验过程中产生白色沉淀 | 证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立，此过程中发生反应的化学方程式为：Na2CO3+Ba（OH）2═BaCO3↓+2NaOH |
（3）实验小组的同学展开讨论，又提出了一个定量试验方案，通过测定产生沉淀的质量来证明猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立．试验如下：准确称量m克固体样品于试管中，加热蒸馏水完全溶解，然后滴加足量氯化钡溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，称得沉淀的质量为n克，若猜想Ⅱ成立，则m与n的关系式为（用含m和n的等式或不等式表示，下同）$\frac{106}{197}$n=m；若猜想Ⅲ成立，则m与n的关系式为$\frac{106}{197}$n＜m．
【反思与交流】久置固体氢氧化钠变质的原因是（用化学方程式表示）：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O．
根据如图回答：| A． | 碳酸→水+二氧化碳 | B． | 二氧化碳+碳酸钙+水→碳酸氢钙 | ||
| C． | 镁+氧气→氧化镁 | D． | 氧化钙+水→氢氧化钙 |
实验室采用如图装置加热高锰酸钾来制取氧气：