题目内容

5．小芳在实验室中用KMnO4加热制取O2，反应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．实验结束时，经计算分析发现用排水法收集到的O2大于理论产量，针对这一现象，进行如下探究：
【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K2MnO2分解放出O2；做出上述猜想的理由是锰酸钾和二氧化锰都是含有氧元素的化合物．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：
（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K2MnO4，在250℃条件下加热，用用带火星的木条检测尾气，观察到的现象是木条复燃，证明猜想Ⅱ的结论正确．
【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；因为高锰酸钾在反应后质量和化学性质发生了改变．

分析 根据高锰酸钾反应的原理写出反应的方程式；
【提出猜想】根据质量守恒定律进行分析；
【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；
【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：高锰酸钾加热产生锰酸钾、二氧化锰和氧气，故反应的方程式为：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
【提出猜想】根据质量守恒定律，锰酸钾和二氧化锰中都含有氧元素，因此可能反应产生氧气；故填：锰酸钾和二氧化锰都是含有氧元素的化合物；
【实验验证】（1）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错误；故填：Ⅰ；
（2）氧气能够支持燃烧，因此可以选择的实验方法是把带火星的木条伸入试管中，木条复燃；故填：用带火星的木条，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；故填：不是；因为高锰酸钾在反应后质量和化学性质发生了改变．

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．

练习册系列答案
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18．A～F是均含有同一种元素的六种常见物质，其中A是大理石的主要成分，B、D在通常情况下为无色气体，E、F是组成元素相同的两种无色液体．它们相互之间存在如下转化关系，箭头指向表示转化方向，双向箭头表示相互间可以发生转化．请根据提供的信息回答下列问题：
（1）写出C→B反应的符号表达式：H2CO3=H2O+CO2↑；
（2）写出E→F反应的符号表达式：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
（3）B→C基本反应类型：化合反应；自然界中实现B→D的途径：光合作用．
16．用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质，化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究，他们设计了下列两种实验方案进行试验．
[方案一]样品与氯化钙溶液反应，测定Na2CO3的质量分数
（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）：取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液．
（2）分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因：使样品中的碳酸钠完全反应；
（3）将反应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物洗涤、干燥、称量．利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量分数为91%．如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%，这是因为若不洗涤沉淀物，那么沉淀物的质量为增大，利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量就会增大．
[方案二]样品与稀盐酸反应，测定Na2CO3的质量分数
利用如图所示实验装置（铁架台略去）和试剂，通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量，计算Na2CO3的质量分数（装置气密性良好，忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的）．

（4）打开止水夹K，先对装置A和B（已连接）通入已除去CO2的空气一会儿，其目的是为了排尽装置A和B中含有的CO2，然后再接上装置C和D．
（5）关闭止水夹K，加入足量的稀盐酸（杂质不与盐酸反应）．
（6）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿，若省略此步骤，将会使测定结果偏小（选填“偏大”或“偏小”）．若没有装置D，将会使测定结果偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
13．某化学兴趣小组想探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度．探究过程如下：
【猜想或假设】溶液的pH可能为：①pH＜7，②pH=7，③pH＞7．
【设计和实验】要测定该溶液的酸碱度，除有正确的操作步骤外，其中不能采用下列物质中的②（填序号）来进行实验．
①pH试纸            ②酚酞试液
组内同学进行了如下实验：
甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7．
乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将pH试纸润湿，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7．
丙同学：将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7．
【评价与反思】三位同学中操作正确的是甲同学．乙 和丙同学的操作错误：
【结论与分析】丙同学得出：“凡是盐溶液的pH都等于7”，你认为该同学结论不正确（填“正确”或“不正确”）．
20．把足量的稀硫酸加入到盛有少量氧化铜和铜的混合物的试管中，反应后过滤，在滤纸上剩下的物质是铜；在滤液里一定含有的溶质是CuSO4（填化学式） 有关的化学方程式是H2SO4+CuO═CuSO4+H2O．
10．用数字或化学符号表示：
（1）氧化铁中铁元素显+3价$\stackrel{+3}{Fe}$2O3；
（2）2个钙离子2Ca2+；
（3）3个镁原子3Mg；
（4）保持水的化学性质的最小粒子是H2O．
17．甲基硅酸钠（化学式为CH5SiO3Na）是一种新型建筑防水材料．（直接写出答案）
（1）甲基硅酸钠由5种元素组成，其相对分子质量是116．
（2）甲基硅酸钠中各元素的质量比是C：H：Si：O：Na=12：5：24：48：23．
（3）甲基硅酸钠中钠元素的质量分数是19.8%．
14．为了检验氢气和二氧化碳的混合气体中是否混入了一氧化碳气体，用下图所示装置进行实验：请回答下列问题：

（1）装置A中装有氢氧化钠溶液用来吸收二氧化碳气体．为了检验二氧化碳是否已除净，装置B中盛放的试剂是澄清石灰水．
（2）在整个检验过程中，当观察到C中氧化铜变黑，D中澄清石灰水变浑浊现象时，才能证明混合气体中一定含有一氧化碳气体．
（3）上述实验的尾气不能直接排放到空气中，请你说出一种处理尾气的方法：将尾气点燃或收集．
15．某兴趣小组同学利用自己设计的实验装置（装置气密性良好）进行了两组实验，研究密闭装置内压强变化的原因（注：NaOH溶液能吸收二氧化碳气体）．

（1）实验一：实验装置如图所示．
实验操作实验现象
①将点燃木炭，分别伸入250mL盛有氧气的集气瓶中，迅速塞紧橡皮塞木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热
②冷却至室温后，打开止水夹KA、B均无明显现象
③关闭止水夹K，分别将2mL分液漏斗中的溶液滴入集气瓶，一段时间后，打开止水夹KA中部分水倒吸入集气瓶中，B中水不倒吸
④将装置B中的集气瓶放在盛有冰水的水槽中B中部分水倒吸入集气瓶中
实验分析：步骤③向B中集气瓶内滴加饱和NaHCO3溶液，一段时间后，打开止水夹K，水不倒吸的原因可能是瓶内的气体没有被饱和NaHCO3溶液吸收，瓶内压强不变．
（2）实验二：实验装置如图C所示．若打开止水夹a，关闭止水夹b，在Ⅱ中加入适量澄清石灰水，Ⅰ中加入一种常见固体和一种过量的液体，迅速塞紧橡胶塞，观察到Ⅱ中导管口有气泡冒出，溶液变浑浊．小周同学在观察到Ⅰ中仍有大量气泡产生时，打开止水夹b，关闭止水夹a，此时观察到的实验现象是Ⅰ中液体被压入II中，Ⅱ中白色固体逐渐减少，产生气泡．
（3）通过上述实验可以得出，导致密闭装置内压强变化的因素有BC（填字母）．
A．装置内气体的分子大小     B．装置内的温度     C．装置内气体的分子数目．

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