Question

17．運城市2015年初中化學實驗操作考查中，某同學抽到的考題是：組裝一套用高錳酸鉀制取氧氣的裝置，實驗桌上準備了一小團棉花，木塊和儀器（如圖1）：

（1）該同學組裝的裝置如圖2所示：
①指出裝置中的一處錯誤沒有在試管口放棉花團．
②實驗前必須進行的操作是檢驗裝置氣密性．
③排水法收集氧氣時，下列操作正確的是C（填序號）
A．先將導管口移入集氣瓶，再開始加熱
B．收集O₂后，先將集氣瓶移出水槽，再蓋上玻璃片
C．停止加熱時，先移出導管，再熄滅酒精燈
④寫出高錳酸鉀制取氧氣的文字式高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．
⑤此次實驗中出現試管炸裂，你認為原因是試管口朝上傾斜、試管底部接觸到燈芯、加熱時試管外壁有水，未給試管預熱、實驗完畢先熄滅酒精燈，再將導管移出水面，也會引起試管內溫度降低，導致試管內壓強驟然減小，水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂等．
⑥實驗結束時，某同學發現收集到的O₂大于理論產量，針對這一現象，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想l：反應生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想2：反應生成的K₂MnO₄分解放出氧氣；
做出上述猜想的理由是二氧化錳和錳酸鉀中都含有氧元素．
【實驗驗證】同學們分為兩組，分別進行以下實驗：
①第一組同學取一定質量的二氧化錳（MnO₂），在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變．則猜想1錯誤．
②第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想2正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是制得了氧氣或收到了氧氣或將帶火星木條伸入試管內，木條復燃等．

Answer 1

分析 （1）①根據用高錳酸鉀制氧氣需要在試管口放一團棉花解答；
②根據實驗的制取步驟分析：進行制取實驗之前需檢驗裝置氣密性，防止裝置漏氣收集不到氣體；
③根據用高錳酸鉀制氧氣時的注意事項進行分析判斷；
④根據高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣寫出該反應的文字表達式即可；
⑤根據實驗室里用加熱高錳酸鉀的方法制氧氣的實驗操作步驟和注意事項進行分析；
⑥【提出猜想】根據猜想1，預測猜想2：根據反應中的生成物來進行判斷；根據質量守恒定律可知，含有氧元素的物質才有可能生成氧氣；
【實驗驗證】①根據題中的實驗現象進行解答；
②根據氧氣能夠支持燃燒的性質來進行解答．

解答 解：（1）①用高錳酸鉀制氧氣，為防止高錳酸鉀隨氣流進入導氣管，需要在試管口放一團棉花；
②為防止裝置漏氣收集不到氣體，因此進行制取實驗之前需檢驗裝置氣密性；
③A、用排水法收集氧氣時，當氣泡均勻連續地放出時，才開始收集氧氣，不能先將導管口移入集氣瓶，再開始加熱，故錯誤；
B、用排水法收集氧氣后，用玻璃片將瓶蓋好后，移出水面正放在桌子上，故錯誤；
C、氧氣收集完畢，如果先將酒精燈熄滅，則試管內壓強變小，水會沿導管倒流進試管，故正確；
③高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，配平即可；
④高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的文字表達式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．
⑤造成試管炸裂的原因可能是：試管口朝上傾斜、試管底部接觸到燈芯、加熱時試管外壁有水，未給試管預熱、實驗完畢先熄滅酒精燈，再將導管移出水面，也會引起試管內溫度降低，導致試管內壓強驟然減小，水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂等；
⑥【提出猜想】根據猜想1，預測猜想2：高錳酸鉀分解產生了錳酸鉀，可以猜想錳酸鉀是不是也能分解產生氧氣；根據質量守恒定律可知，含有氧元素的物質才有可能生成氧氣，則：二氧化錳和錳酸鉀或MnO₂和K₂MnO₄中都含有氧元素；
【實驗驗證】①氧氣為氣體，而對二氧化錳加熱，質量沒有減少，所以可以判斷二氧化錳不能分解產生氧氣，故猜想1錯誤；
②根據氧氣能夠支持燃燒的性質可以知道，可以用帶火星的木條復燃，所以可以用帶火星的木條來進行檢驗．故可以為：制得了氧氣或收到了氧氣或將帶火星木條伸入試管內，木條復燃等．
故答案為：①沒有在試管口放棉花團；②檢查裝置氣密性；③C；④高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；⑤試管口朝上傾斜、試管底部接觸到燈芯、加熱時試管外壁有水，未給試管預熱、實驗完畢先熄滅酒精燈，再將導管移出水面，也會引起試管內溫度降低，導致試管內壓強驟然減小，水槽中的水沿導管進入試管，使試管炸裂等；⑥【提出猜想】猜想2：反應生成的K₂MnO₄分解放出氧氣；二氧化錳和錳酸鉀中都含有氧元素；【實驗驗證】①1； ②制得了氧氣或收到了氧氣或將帶火星木條伸入試管內，木條復燃等．

點評 本題主要考查常見氣體的發生裝置與收集裝置的探究，發生裝置依據反應物的狀態和反應條件選擇，收集裝置依據氣體的密度和溶解性選擇．