Question

20．某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品，在老師的指導(dǎo)下從圖中選擇裝置進(jìn)行了氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．

（1）寫出儀器名稱：a試管，b集氣瓶．
（2）因?yàn)檠鯕獠蝗苡谒�，故可采用E裝置收集（填字母序號(hào)，下同）；因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獯�，故可以選用C裝置收集．
（3）在實(shí)驗(yàn)室中用二氧化錳和過氧化氫制取氧氣，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是B．若要收集一瓶較純凈的氧氣，應(yīng)選擇的收集裝置是E，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為過氧化氫溶液$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（4）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置是A，為了防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，該裝置還必須作出的一項(xiàng)改正是試管口需要放一團(tuán)棉花，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣，．
（5）該實(shí)驗(yàn)中有很多注意事項(xiàng)，如試管口要略向下傾斜，加熱之前要先預(yù)熱…請(qǐng)你另補(bǔ)寫一條注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束先撤導(dǎo)管，后熄滅酒精燈．
（6）李明同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，李明同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O₂大于理論產(chǎn)量．針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的KMnO₄
和MnO₂分解都放出O₂．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想Ⅰ、Ⅲ錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取KMnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是將帶火星的木條放入試管內(nèi)．
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)KClO₃固體加熱制取O₂的反應(yīng)速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．請(qǐng)說明KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？高錳酸鉀不是催化劑，是因?yàn)榧恿烁咤i酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解也會(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，氧氣密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，排水法的收集的氧氣純凈，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，試管口需要放一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；
（6）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以判斷物質(zhì)的性質(zhì)；氧氣能夠供給呼吸，支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃進(jìn)行分析；
【拓展延伸】根據(jù)高錳酸鉀加熱分解也會(huì)產(chǎn)生氧氣進(jìn)行分析．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，a是試管，b是集氣瓶；
（2）氧氣不易溶于水，可以用排水法收集，故選：E，氧氣密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集，故選：C；
（3）實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，排水法的收集的氧氣純凈，所以在實(shí)驗(yàn)室中用二氧化錳和過氧化氫制取氧氣，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是B，收集一瓶較純凈的氧氣，應(yīng)選擇的收集裝置是E，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，文字表達(dá)式為：過氧化氫溶液$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（4）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，所以應(yīng)選用的發(fā)生裝置是A，試管口需要放一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，文字表達(dá)式為：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（5）通過分析實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的注意事項(xiàng)可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)束先撤導(dǎo)管，后熄滅酒精燈；
（6）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO₂的質(zhì)量不變，說明250℃時(shí)，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯(cuò)誤；氧氣能夠支持燃燒，沒有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
【拓展延伸】如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快，KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解也會(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用．
故答案為：（1）試管，集氣瓶；
（2）E，C；
（3）B，E，過氧化氫溶液$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（4）A，試管口需要放一團(tuán)棉花，高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（5）通過分析實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的注意事項(xiàng)可知，實(shí)驗(yàn)結(jié)束先撤導(dǎo)管，后熄滅酒精燈；
（6）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】Ⅰ和Ⅲ，將帶火星的木條放入試管內(nèi)；
【拓展延伸】高錳酸鉀不是催化劑，是因?yàn)榧恿烁咤i酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i酸鉀分解也會(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對(duì)氯酸鉀的分解起催化作用．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．