Question

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

（1）写出仪器a的名称：锥形瓶．
（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，请写出反应的化学方程式：
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．在用橡皮管连接装置B和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口润湿，然后稍稍用力把玻璃管插入胶皮管．收集氧气还可选用的装置是C（填序号）．若用A装置制取氧气，A装置中需添加高锰酸钾，在试管口塞一团棉花．装置B中的分液漏斗代替了长颈漏斗，具有的优点是可控制反应速率．
（3）乙同学称取一定质量的KMnO₄放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂并用排水法进行收集．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，则猜测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．KMnO₄在KClO₃的分解反应中作催化剂吗？否（填“是”或“否”），请写出此过程中KClO₃分解的化学方程式：2KClO₃ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．

Answer 1

分析 （1）依据实验室常用仪器的认识解决此题；
（2）通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；在用胶皮管连接玻璃管时，应先把玻璃管口润湿；氧气的密度比空气大；若用A装置制取氧气，A装置中应放高锰酸钾；分液漏斗能控制液体的滴加速度；
（3）【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：（1）依据实验室常用仪器的认识解决此题．答案为：锥形瓶；
（2）选择B、E装置的组合制氧气不需要加热，应该是利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；在用胶皮管连接B和E中的玻璃管时，应先把玻璃管口润湿；氧气的密度比空气大，故可用向上排空气法收集；若用A装置制取氧气，A装置中需添加高锰酸钾．加热高锰酸钾制取氧气需要在试管口塞一团棉花；分液漏斗能控制液体的滴加速度，从而控制反应速率．
（3）【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；氧气能够支持燃烧，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把带火星的木条伸入试管中，木条复燃；
【拓展延伸】不是  此过程中KClO₃分解的化学方程式为：2KClO₃ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故答案为：
（1）锥形瓶；（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑、湿润、C、高锰酸钾，在试管口塞一团棉花、可控制反应速率；（3）[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]否、2KClO₃ $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．

点评 本题主要考查仪器的用途、反应表达式的书写，实验装置的选择，选择发生装置时，要考虑反应物的状态、反应条件等因素；选择收集装置时，要考虑气体的水溶性、能否和水发生化学反应、密度、能否和空气中的物质发生化学反应等因素，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．