Question

某校化學興趣小組的同學利用下列裝置進行實驗．

實驗目的：（1）用高錳酸鉀制取一瓶氧氣，做細鐵絲燃燒的實驗．
（2）粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積．
反應原理：（用化學方程式表示）
高錳酸鉀制氧氣：______；
細鐵絲在氧氣中燃燒：______．
儀器認識：寫出儀器①②的名稱：①______；②______．
裝置連接：為達到實驗目的（2），各裝置的正確連接順序是：（填接口的字母）a→______→d
問題分析：（1）實驗過程發現B瓶中的水變紅了，原因是：______；
（2）用收集到的氧氣做細鐵絲燃燒的實驗時，發現瓶底炸裂，發生失誤的操作原因可能是：______．
（3）根據化學方程式可算出理論上2g高錳酸鉀完全分解可生成氧氣0.203g．而實際測得氧氣在標準狀況下的體積為177mL，換算成質量為0.253g，超過理論量為：0.253g一0.203g=0.05g．從理論上推測，你認為超過理論量的氧氣可能來源于什么物質？______．（寫出所有可能，空氣、水因素忽略不計）

Answer 1

解：反應原理：依據反應物、生成物及質量守恒定律書寫方程式如下：2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；3Fe+2O₂Fe₃O₄；
儀器認識：了解常用儀器的名稱和應用，可知①試管，②量筒；
裝置連接：為達到實驗目的粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積，首先用A裝置制取氧氣，B裝置收集氣體，為了便于水的排出用來測量生成氧氣體積，從c進d出，各裝置的正確連接順序是a→c→b→d；
問題分析：（1）用高錳酸鉀制取一瓶氧氣，試管口要放一團棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，進而進入瓶中，因此，實驗過程中發現B瓶中水變紅了，原因是試管口沒有放一團棉花或高錳酸鉀粉末進入瓶中；
（2）用收集到的氧氣做細鐵絲燃燒的實驗時，瓶底要預先放一些水，防止燃燒后的熔融物濺落瓶底，引起瓶底炸裂；
（3）C中水的體積即為收集的氧氣的體積，制得氧氣的實際量高于理論量，超出的氧氣不會憑空產生，因為題中提示除去可能混有空氣、水因素外，依據質量守恒定律化學反應前后元素的種類不變，只可能來源于含有氧元素的是K₂MnO₄、MnO₂．
故答案為：
2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；3Fe+2O₂Fe₃O₄；
①試管②量筒；c、b；
（1）試管口沒有放一團棉花或高錳酸鉀粉末進入瓶中；
（2）瓶中沒有留少量水；
（3）K₂MnO₄、MnO₂
分析：反應原理：①高錳酸鉀制氧氣：知其反應物為高錳酸鉀，生成物為錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應條件為加熱，可書寫化學方程式；②細鐵絲在氧氣中燃燒：知其反應物為鐵和氧氣，生成物為四氧化三鐵，反應條件為點燃，可書寫出化學方程式；
儀器認識：了解常用儀器的名稱和應用，即可輕松解答；
裝置連接：為達到實驗目的粗略測定加熱2g高錳酸鉀所收集到的氧氣體積，則各裝置的正確連接順序是a→c→b→d；
問題分析：由圖知：（1）裝置A試管口缺少一團棉花，會導致KMnO₄沖入導管，進入B瓶，使水變紅；
（2）鐵絲燃燒實驗集氣瓶應保留少量水，以免細鐵絲在氧氣中燃燒，瓶底炸裂；
（3）中水的體積即為收集的氧氣的體積．制得氧氣的實際量高于理論量，題中提示除去可能混有空氣、水因素外，只可能來源于含有氧元素的生成物K₂MnO₄、MnO₂．
點評：本題切入點新穎，結合氧氣的制取和定量收集設計，解題時要注意結合自己的實踐經驗和親身體驗，根據觀察到的現象和記錄的數據進行推理和判斷．