Question

1．某实验小组的同学在整理实验仪器时，发现了一个盛有黑色固体的烧杯．在请教老师后，同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气后的剩余物（反应完全），从中可以回收得到二氧化锰．实验小组的同学将黑色固体取出，并对其进行探究．
【查阅资料】
①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾（KClO₃）固体的混合物制取氧气，同时生成氯化钾．
②氯化钾溶于水，其水溶液呈无色；锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色．一探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物．
【猜想】猜想一：H₂O₂制取氧气；猜想二：KClO₃制取氧气；猜想三：高锰酸钾制取氧气．
根据所学知识判断，猜想一不成立，理由是二氧化锰不溶于水．
【进行实验】
取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液．
【得出结论】猜想二成立，理由是锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色．
二．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用．
【猜想】猜想一：是反应物；      猜想二：是催化剂．
【进行实验】

实验操作	实验现象
1、用托盘天平称量12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管．	木条上的火星变亮．
2、取与操作1相同质量的氯酸钾和2.5g二氧化锰，混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管．	产生大量气体，木条复燃．
3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、用托盘天平称量．	称量固体的质量是2.5g

【实验结论】猜想二成立，二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气的反应中起到催化作用．
【反思与交流】
1）小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为没有证明二氧化锰的化学性质在反应前后不变．
2）经过讨论，大家设计了一个补充实验，证明了猜想二成立，请你写出实验操作取实验操作3称量后的固体与一定质量的氯酸钾，混合均匀后加热，把带火星的木条伸入试管；
3）小芳同学提出，实验记录中有一个数据不合理，它是1中“木条上的火星变亮”，理由是氯酸钾的分解温度高于氯酸钾的熔化温度，所以当氯酸钾受热分解时，其已经熔化．

Answer 1

分析 Ⅰ．探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物．
【猜想】考虑实验室制取氧气的方法，进行推测猜想；
【进行实验】根据“过滤后得到黑色滤渣和无色滤液”，进行推测．
【得出结论】根据“锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色”，进行推测．
Ⅱ．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用．
【进行实验】根据实验操作，推测实验现象；
【反思与交流】
根据可能加热二氧化锰，会产生氧气，进行分析，设计一个补充实验，氯酸钾的分解温度高于氯酸钾的熔化温度．

解答 解：
Ⅰ．探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物．
【猜想】实验室制取氧气的方法，进行推测猜想三为高锰酸钾制取氧气．
根据二氧化锰不溶于水，猜想一不成立．
【得出结论】根据“取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液”，推测猜想二成立，理由是锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色，而氯化钾溶于水，其水溶液呈无色．
Ⅱ．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用．
【进行实验】2、二氧化锰对氯酸钾的受热分解起到催化作用，可以加快反应的进行，所以现象为产生大量气体，木条复燃．
3、二氧化锰作为催化剂，反应前后的质量不变，所以过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量质量为2.5g．
【反思与交流】
1）小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为可能加热二氧化锰，会产生氧气，没有证明二氧化锰的化学性质在反应前后不变．
2）经过讨论，大家设计了一个补充实验，证明了猜想二成立，请你写出实验操作加热二氧化锰，伸入带火星的木条，不复燃，则加热二氧化锰不能
产生氧气，故猜想二成立
3）氯酸钾的分解温度高于氯酸钾的熔化温度，所以当氯酸钾受热分解时，其已经熔化，所以实验1，的现象为：固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮．
故答案为：
【猜想】高锰酸钾制取氧气． 二氧化锰不溶于水．
【得出结论】二，锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色．
【进行实验】

实验操作	实验现象
	产生大量气体，木条复燃．
	2.5

【反思与交流】1）没有证明二氧化锰的化学性质在反应前后不变．
2）取实验操作3称量后的固体与一定质量的氯酸钾，混合均匀后加热，把带火星的木条伸入试管．（合理即可）
3）1中“木条上的火星变亮”；氯酸钾的分解温度高于氯酸钾的熔化温度，所以当氯酸钾受热分解时，其已经熔化．

点评 化学是一门以实验为基础的科学，实验可以帮助我们获取很多新知识，验证一些现象与结论．因此，学习化学时，不要错过每一个实验，更不要轻易放过实验中的每一个现象．