Question

（2013?廣陵區(qū)一模）現(xiàn)有下列裝置，回答問題：

（1）寫出有標號儀器的名稱：①

鐵架臺

；②

錐形瓶

；
（2）檢查B裝置的氣密性的方法是：堵住右側導氣管，

打開分液漏斗活塞

，向分液漏斗中加適量的水，若觀察到漏斗末端出現(xiàn)穩(wěn)定的水柱，則裝置不漏氣；
（3）實驗室用H₂O₂溶液和MnO₂制取O₂的化學方程式為

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

發(fā)生裝置為

B

，；
（4）實驗室用KMnO₄制取O₂，選用的收集裝置為

C或E

；
（5）為進一步研究KMnO₄的分解產(chǎn)物，某興趣小組同學查閱資料，并取一定質量的KMnO₄加熱使之完全分解，同時進行了下表所示的實驗．

編號	實驗內(nèi)容	實驗現(xiàn)象	實驗結論
1	取反應后固體剩余物0.2g加入5mL 6%的H2O2溶液中	劇烈反應，放出大量熱量，產(chǎn)生大量氣體	生成物中的MnO2催化分解H2O2
2	取0.2gMnO2加入5mL a  （H2O2質量分數(shù)）的H2O2溶液中	平穩(wěn)反應，發(fā)出熱量，持續(xù)產(chǎn)生氣體	MnO2催化分解H2O2
3	取反應后固體剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，過濾	固體完全溶解，濾紙上無黑色固體殘余物	b

[實驗內(nèi)容]：
[實驗分析]：
①完善上表中的填空內(nèi)容：a

6%

、b

KMnO₄分解后的產(chǎn)物中沒有MnO₂

；
②實驗2的目的是

和實驗1進行對比，確定MnO₂是否為起催化作用

；
③經(jīng)討論，實驗1的結論不正確，理由是

可能是分解后產(chǎn)物中其他物質起催化作用

；
[資料]：Ⅰ、KMnO₄受熱分解時，會發(fā)生以下兩個反應：
a、6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑  b、KMnO₄

△   .

KMnO₂+O₂↑
Ⅱ、相對分子質量：（KMnO₄：158    O₂：32）
④取8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質量可能為

C

A．0.81g       B．1.08g       C．1.42g       D．1.62g
⑤資料顯示，KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質量比）為18.0%．結合資料分析，在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄分解反應主要以

b

（填“a”或“b”）為主．

Answer 1

分析：（1）據(jù)常用儀器回答；
（2）據(jù)檢查裝置氣密性的方法回答；
（3）H₂O₂溶液和MnO₂生成氧氣和水，該反應不需加熱，屬于固液常溫型；
（4）據(jù)氧氣的密度和溶解性選擇收集裝置；
（5）根據(jù)實驗內(nèi)容可知，是要檢驗高錳酸鉀分解的產(chǎn)物中是否有MnO₂、是否催化分解H₂O₂，實驗2是與實驗1對比，確定MnO₂是否起催化作用，實驗3是分析反應產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實驗1不嚴密，也可能是分解后的其他物質起催化作用；
Ⅱ、據(jù)所給信息：KMnO₄受熱分解時，會發(fā)生以下兩個反應，可據(jù)方程式分別計算出若發(fā)生單一反應生成氧氣的質量，因為兩個反應同時發(fā)生，所以生成氧氣的質量應在二者之間；
據(jù)KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質量比）為18.0%，結合以上方程式計算失重率，推測發(fā)生的主要化學反應．

解答：解：（1）標號儀器分別是鐵架臺、錐形瓶；
（2）檢查B裝置的氣密性的方法是：堵住右側導氣管，打開分液漏斗活塞，向分液漏斗中加適量的水，若觀察到漏斗末端出現(xiàn)穩(wěn)定的水柱，則裝置不漏氣；
（3）H₂O₂溶液和MnO₂生成氧氣和水，方程式是2H₂O₂  

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，該反應不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B；
（4）氧氣的密度比空氣大且不易溶于水，可用向上排空氣法或排水法收集；
（5）①實驗2是與實驗1對比，確定MnO₂是否起催化作用，則所取H₂O₂溶液的溶質質量分數(shù)應相同，實驗3取反應后固體剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，過濾后固體完全溶解，說明不含MnO₂，因為MnO₂不溶于水；
②實驗2是與實驗1作對比，確定MnO₂是否起催化作用；
③由實驗3可知反應產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實驗1不嚴密，也可能是分解后的其他物質起催化作用；
④若發(fā)生的是a反應，設8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質量為x
6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                    4×32                   
8.0g                       x

6×158

8.0g

=

4×32

x

       x=1.08g     
若發(fā)生的是b反應，設8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質量為y
  KMnO₄

△   .

KMnO₂+O₂↑
  158            32
  8.0g           y
   

158

8.0g

=

32

y

        y=1.62g
因為KMnO₄受熱分解，會發(fā)生以上兩個反應，所以生成氧氣的質量介于1.08g和1.62g之間，故C選項正確；
⑤由題意可知：KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質量比）為18.0%，據(jù)方程式可知：在a反應中失重率為：

4×32

6×158

≈0.135，b反應中失重率為：

32

158

≈0.201，可以發(fā)現(xiàn)，此時的失重率為18.0%，與b的失重率較為接近，故在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄分解反應主要以b為主；
故答案為：（1）鐵架臺；   錐形瓶；   
（2）打開分液漏斗活塞；
（3）2H₂O₂  

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；    B；    
（4）C或E；
（5）①a：6%；b：KMnO₄分解后的產(chǎn)物中沒有MnO₂；
②和實驗1進行對比，確定MnO₂是否為起催化作用；
③可能是分解后產(chǎn)物中其他物質起催化作用；    
④C；    
⑤b．

點評：本題主要考查學生依據(jù)題意分析解決問題的能力，思維含量較大，掌握相關知識并能依據(jù)題目信息靈活分析解答問題，才能得出正確答案．