题目内容

2.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,实验结束时,丙同学发现用排水法收集到的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都分解放出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、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用带火星的木条伸入试管口,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?

分析 【提出猜想】根据高锰酸钾受热分解的产物和含有氧元素物质进行猜想;
【实验验证】根据二氧化锰、氧气的性质分析回答有关的问题;
【拓展延伸】根据催化剂的特点分析判断.

解答 解:【提出猜想】由于高锰酸钾受热分解生成了锰酸钾二氧化锰和氧气,丙同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量,可能是反应生成的K2MnO4和MnO2都分解放出O2,所以猜想Ⅲ是:反应生成的K2MnO4和MnO2都分解放出O2.
【实验验证】由题意可知,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,说明了在250℃时MnO2不分解,则猜想I、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;由于氧气能支持燃烧,则该组同学选择的实验方法是:用带火星的木条伸入试管口,木条复燃,说明了K2MnO4在250℃条件下能分解生成氧气.
【拓展延伸】KMnO4在KClO3的分解反应中不能作催化剂,原因是:高锰酸钾在反应前后的质量和化学性质都发生了变化.
故答为:[提出猜想]反应生成的K2MnO4和MnO2都分解放出O2;
[实验验证]I、III,用带火星的木条伸入试管口,木条复燃;
[拓展延伸]不能,高锰酸钾在反应前后的质量和化学性质都发生了变化.

点评 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.

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