Question

兴趣小组的同学们在老师的指导下进行实验室制取氧气的实验．
甲同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，试管口略向下倾斜，是为了防

 

，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；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出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，则猜想

 

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

 

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【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．请说明KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂，为什么？

 

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Answer 1

考点：制取氧气的操作步骤和注意点,实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素

专题：科学探究

分析：考虑KMnO₄固体制取氧气的注意事项：试管口略向下倾斜的原因；
【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】根据实验的过程分析：KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂；

解答：解：称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，试管口略向下倾斜，是为了防止防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；
【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：反应生成的MnO₂分解放出O₂；猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂”错误；
【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：
止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；
[实验验证]Ⅰ、Ⅲ；将带火星的木条放入试管内；
[拓展延伸]高锰酸钾不是催化剂，是因为加了高锰酸钾之后，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；

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．