Question

17．某化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气时，发现制得的气体有刺激性气味，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究．
【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？
【查阅资料】
1．氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在；
2．氯气（Cl₂）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝．
【猜想与假设】猜想一：该气体为O₂；猜想二：该气体为Cl₂；猜想三：该气体为O₂和Cl₂．
【实验探究】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
1	小丽用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中	A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色	猜想一成立
2	小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中	C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸变蓝	猜想三成立

【反思与评价】
1．小涛认为小丽的结论不正确，原因是用排水法收集时，氯气溶于水了．
2．还可用更简便的方法检验Cl₂的存在，该方法是用湿润的蓝色石蕊试纸检验钙气体，如果湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，证明是氯气．
【拓展应用】
1．若取氯酸钾和二氧化锰混合加热后的少量固体，加入足量水溶解，过滤，滤液成紫红色，该现象说明反应还生成了KMnO₄（填化学式）．
2．MnO₂不仅能作催化剂还可以作反应物，实验室通常用MnO₂与浓盐酸共热制取Cl₂．请完成该反应的化学方程式：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑．

Answer 1

分析 【猜想与假设】根据反应原理及化学反应前后，元素的种类不变进行分析解答；
【实验探究】1、根据氧气具有助燃性，氯气（Cl₂）是有刺激性气味的气体，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝解答；
2、根据题中所给信息进行分析解答；
【反思与评价】
1、根据氯气（Cl₂）的性质解答；
2、根据检验氯气的方法解答；
【拓展应用】
1、根据化学反应前后元素的种类不变及高锰酸钾为紫红色解答；
2、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式．

解答 解：
【猜想与假设】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分，猜想一：该气体为O₂；猜想二：该气体为Cl₂；猜想三：该气体为O₂和Cl₂；
【实验探究】
1、用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中，A中带火星木条复燃，说明用氧气产生，B中淀粉碘化钾试纸不变色，说明无氯气，故猜想一成立；
2、用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中，C中带火星木条复燃，说明用氧气产生，D中淀粉碘化钾试纸变蓝，说明有氯气产生，故猜想三成立；
【反思与评价】
1、氯气（Cl₂）是有刺激性气味的气体，能溶于水，小涛认为小丽的结论不正确，原因是：用排水法收集时，氯气溶于水了；
2、Cl₂能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，检验Cl₂的存在的方法是：用湿润的蓝色石蕊试纸检验钙气体，如果湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，证明是氯气；
【拓展应用】
1、化学反应前后元素的种类不变，若取氯酸钾和二氧化锰混合加热后的少量固体，加入足量水溶解，过滤，滤液成紫红色，该现象说明反应还生成了KMnO₄；
2、根据反应的化学方程式MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+2X+Cl₂↑，反应物中锰、氧、氢、氯原子个数分别为1、2、4、4，反应后的生成物中锰、氧、氢、氯原子个数分别为1、0、0、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则方框中含有4个氢原子和2个氧原子，则每个分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质的化学式为H₂O．
答案：
【猜想与假设】O₂和Cl₂；
【实验探究】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
1	小丽用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中	A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色	猜想 一成立
2	小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中	C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸 变蓝	猜想三成立

【反思与评价】
1、用排水法收集时，氯气溶于水了；
2、用湿润的蓝色石蕊试纸检验钙气体，如果湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色，证明是氯气；
【拓展应用】
1、KMnO₄；
2、2H₂O

点评 本题考查了物质性质的实验设计和实验验证分析判断，题目难度中等，试题侧重考查学生的分析、理解能力及知识迁移能力．