Question

7．某同学称取一定质量的KMnO₄放入A的大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，请回答以下问题：

（1）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
【提出问题】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：反应生成的二氧化锰和锰酸钾（或MnO₂和K₂MnO₄）中都分解放出O₂
（2）【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、Ⅲ错误，②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．该组同学选择的试验方法是将带火星木条伸入试管内，木条复燃．
【拓展延伸】
实验发现，KClO₃固体加热到400℃时，生成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的分解反应中并不是作催化剂的理由是因为在反应过程中KMnO₄生成了别的物质，其质量和化学性质都发生了改变．

Answer 1

分析 【提出问题】根据猜想Ⅰ、Ⅱ，预测猜想Ⅲ：根据反应中的生成物来进行判断；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；
【实验验证】①根据题中的实验现象进行解答；
②根据氧气能够支持燃烧的性质来进行解答．
【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：【提出问题】根据猜想Ⅰ、Ⅱ，预测猜想Ⅲ：高锰酸钾分解产生了锰酸钾二氧化锰，可以猜想锰酸钾或二氧化锰能分解产生氧气；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：反应生成的二氧化锰和锰酸钾（或MnO₂和K₂MnO₄）中都分解放出O₂；
【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Ⅰ、Ⅲ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．
【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；
故答案为：【提出问题】反应生成的二氧化锰和锰酸钾（或MnO₂和K₂MnO₄）中都分解放出O₂；
【实验验证】①Ⅰ、Ⅲ． ②将带火星木条伸入试管内，木条复燃等．
[拓展延伸]因为在反应过程中KMnO₄生成了别的物质，其质量和化学性质都发生了改变．

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．