Question

14．某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从如图中选择装置进行了氧气的制备实验．

（1）写出仪器名称：a试管，b集气瓶．
（2）因为氧气不易溶于水，故可以采用E装置收集（填字母序号，下同）；因为氧气的密度比空气大，故可以选用C装置收集．
（3）实验室用二氧化锰与过氧化氢制取氧气，选择的发生装置是B，若要收集一瓶较纯净的氧气，选择的收集装置是E，该反应的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．
（4）实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是A．为了防止高锰酸钾粉末进入导管，该装置还必须作出的一项改正是在试管口放一团棉花，该反应的文字表达式为高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（5）该实验中有很多注意事项，如试管口要略向下倾斜；加热之前要先预热…请你另补写一条注意事项：高锰酸钾受热分解制氧气实验完毕，先将导管移出水槽再停止加热．
（6）李时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．实验结束时，李明同学发现排水法收集到的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是正确的结论．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 是否作催化剂，为什么？锰酸钾不是催化剂．因为高锰酸钾在反应后的质量和性质发生了变化．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器解答；
（2）根据氧气的性质分析解答；
（3）根据实验室用二氧化锰与过氧化氢制取氧气属于固液常温型解答；
（4）根据实验室用高锰酸钾制取氧气需加热，根据用高锰酸钾制取氧气的注意事项解答；
（5）根据实验中的注意事项解答；
（6）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；
根据催化剂的性质解答．

解答 解：（1）根据实验室常用仪器可知：a试管；b集气瓶；
（2）因为氧气不易溶于水，故可以采用排水法收集；因为氧气的密度比空气大，故可以选用向上排空气法收集；
（3）实验室用二氧化锰与过氧化氢制取氧气，属于固液常温型，选择的发生装置是B；要收集一瓶较纯净的氧气，选择的收集装置是B；该反应的文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
（4）实验室用高锰酸钾制取氧气需加热，可选用的发生装置是A；为了防止高锰酸钾粉末进入导管，该装置还必须作出的一项改正是在试管口放一团棉花，该反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
（5）高锰酸钾受热分解制氧气实验完毕，先将导管移出水槽再停止加热；
（6）【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；
取高锰酸钾在250℃条件下加热，把带火星的木条伸入试管中，木条复燃，说明猜想Ⅱ正确．
故填：Ⅰ和Ⅲ；把带火星的木条伸入试管中，木条复燃．
【拓展延伸】
【实验反思】氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热，则氯酸钾分解速率大大加快，原因是高锰酸钾加热分解为锰酸钾、二氧化锰、氧气，二氧化锰可以加快氯酸钾的分解，但高锰酸钾不是催化剂．因为高锰酸钾在反应后的质量和性质发生了变化．
故答案：
（1）a试管；b集气瓶；
（2）E；C；
（3）B；E；过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
（4）A；在试管口放一团棉花；高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；
（5）高锰酸钾受热分解制氧气实验完毕，先将导管移出水槽再停止加热；
（6）【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】高锰酸钾不是催化剂．因为高锰酸钾在反应后的质量和性质发生了变化．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．