Question

3．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，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）乙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，乙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；
【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固体于试管中，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将带火星的木条伸入试管内，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KClO_3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不是，为什么？因为高锰酸钾反应后质量和化学性质都发生了变化，加了高锰酸钾之后，KClO₃分解速率大大加快是因为高锰酸钾分解产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用．

Answer 1

分析 （1）根据常用仪器的名称进行分析；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气进行分析；
（3）【实验验证】根据二氧化锰的质量不变，得出结论；
要验证猜想II，可以用验证氧气的方法来确定氧气的有无，可以用带火星的木条检验，观察现象；
【拓展延伸】根据高锰酸钾及氯酸钾反应的特点及催化剂分析回答．

解答 解：（1）仪器a是锥形瓶；
故填：锥形瓶；
（2）该装置适用于固液常温下制取氧气，则为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）【实验验证】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，说明不是二氧化锰产生的氧气，故猜想Ⅰ错误；验证氧气的产生还可以用带火星的木条伸进试管内，看是否复燃；
【拓展延伸】：
高锰酸钾不是催化剂，因为高锰酸钾反应后质量和化学性质都发生了变化，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；
故填：Ⅰ；将带火星的木条伸入试管内，木条复燃；
不是；因为高锰酸钾反应后质量和化学性质都发生了变化，加了高锰酸钾之后，KClO₃分解速率大大加快是因为高锰酸钾分解产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用．

点评 本题考查了两种制取氧气的方法，然后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．