Question

3．某校化學興趣小組的同學根據實驗室提供的儀器和藥品，在老師的指導下從如圖中選擇裝置進行了氧氣的制備實驗．

（1）寫出儀器a的名稱：錐形瓶．
（2）甲同學從上圖中選擇B、E裝置的組合制取氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）乙同學稱取一定質量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實驗結束時，乙同學發現用排水法收集到的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Ⅰ：反應生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
第一組同學取一定質量的MnO₂固體于試管中，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Ⅰ錯誤；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Ⅱ正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是將帶火星的木條伸入試管內，木條復燃．
【拓展延伸】實驗發現，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO_3的分解速率大大加快．請說明KMnO₄在KClO₃的分解反應中是否作催化劑不是，為什么？因為高錳酸鉀反應后質量和化學性質都發生了變化，加了高錳酸鉀之后，KClO₃分解速率大大加快是因為高錳酸鉀分解產生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用．

Answer 1

分析 （1）根據常用儀器的名稱進行分析；
（2）根據過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣進行分析；
（3）【實驗驗證】根據二氧化錳的質量不變，得出結論；
要驗證猜想II，可以用驗證氧氣的方法來確定氧氣的有無，可以用帶火星的木條檢驗，觀察現象；
【拓展延伸】根據高錳酸鉀及氯酸鉀反應的特點及催化劑分析回答．

解答 解：（1）儀器a是錐形瓶；
故填：錐形瓶；
（2）該裝置適用于固液常溫下制取氧氣，則為過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解為水和氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）【實驗驗證】取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，說明不是二氧化錳產生的氧氣，故猜想Ⅰ錯誤；驗證氧氣的產生還可以用帶火星的木條伸進試管內，看是否復燃；
【拓展延伸】：
高錳酸鉀不是催化劑，因為高錳酸鉀反應后質量和化學性質都發生了變化，加了高錳酸鉀之后，產生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產生氧氣，同時產生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；
故填：Ⅰ；將帶火星的木條伸入試管內，木條復燃；
不是；因為高錳酸鉀反應后質量和化學性質都發生了變化，加了高錳酸鉀之后，KClO₃分解速率大大加快是因為高錳酸鉀分解產生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用．

點評 本題考查了兩種制取氧氣的方法，然后以高錳酸鉀制取氧氣進行相關問題的探究，對于探究實驗的設計，一定要有明顯的現象差別才可以，所以在錳酸鉀和二氧化錳是否會生成氧氣探究中，就有兩個方案可以參考，質量變化法和生成物檢驗法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質，理解催化劑的概念是解題的關鍵．