Question

11．某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．該反應的文字表達式（或化學方程式）為高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣（或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+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，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把帶火星的木條伸入試管，帶火星的木條復燃．
【實驗反思】通過以上實驗探究，你對“問題的發現與解決”有何認識？

Answer 1

分析 高錳酸鉀受熱分解為錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
【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．
【實驗結論】根據兩步實驗分析；
【實驗反思】總結實驗的分析和解決過程，然后了解到需認真分析，并根據科學的方法去驗證．

解答 解：高錳酸鉀放在大試管中，加熱制取O₂，該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；化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【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Ⅰ錯誤；
②錳酸鉀在250℃條件下加熱，把帶火星的木條伸入試管，帶火星的木條復燃，說明產生了能夠產生一些氧氣，故說明反應生成的錳酸鉀分解放出氧氣．
根據兩步實驗可見，把溫度控制在250℃加熱高錳酸鉀制氧氣時，高錳酸鉀和錳酸鉀都會放出氧氣．
【實驗反思】要想發現問題，必須細心認真；要想解決問題，必須認真分析問題的原因所在，并用實驗去驗證，
故答案為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣（或2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑）；
【實驗驗證】①Ⅰ．②把帶火星的木條伸入試管，帶火星的木條復燃；
【實驗反思】必須通過認真分析，用實驗來加以證明．

點評 本題考查制取氧氣的實驗以及相關問題，還有驗證猜想的實驗設計，要同學們具有綜合的化學知識才可做好此題．