Question

7．某興趣小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品進(jìn)行了氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．
（1）甲同學(xué)選用如右圖所示的裝置制取氧氣．
①寫(xiě)出儀器A和B的名稱(chēng)：A分液漏斗、B集氣瓶．
②甲同學(xué)應(yīng)選取的試劑是Mn0₂和H₂O₂（填化學(xué)式），Mn0₂固體在該反應(yīng)中起催化作用．
③除用排水法外，甲同學(xué)還可選擇向上排空氣法收集氧氣．
④實(shí)驗(yàn)前，甲同學(xué)先向儀器A中加入水，然后將導(dǎo)管放人水槽中，并打開(kāi)儀器A的活塞，觀(guān)察導(dǎo)管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實(shí)驗(yàn)操作的目的是檢驗(yàn)裝置的氣密性．
（2）乙同學(xué)稱(chēng)取一定質(zhì)量KMn0₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)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0₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂Mn0₄分解放出O₂．
做出上述猜想的理由是K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
①第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得Mn0₂的質(zhì)量不變．則猜想Ⅰ錯(cuò)誤．
②第二組同學(xué)取K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，沒(méi)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)方法是檢驗(yàn)是否有氧氣生成．
（3）甲同學(xué)用含過(guò)氧化氫6.8克的過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳混合制取氧氣，能生成多少克氧氣？

Answer 1

分析 （1）①熟悉常見(jiàn)儀器，了解名稱(chēng)；
②根據(jù)裝置特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室制氧氣的原理進(jìn)行判斷；根據(jù)二氧化錳在反應(yīng)中的表現(xiàn)了解作用；
③根據(jù)氧氣的密度和溶水性考慮收集方法；
④實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性；
（2）根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)式；
【提出猜想】有氧氣生成就要有氧元素存在；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】要驗(yàn)證猜想II，可以用驗(yàn)證氧氣的方法來(lái)確定氧氣的有無(wú)，可以用帶火星的木條深入收集的氣體中，觀(guān)察現(xiàn)象；
【拓展延伸】使兩者形成對(duì)比，取等量的K₂MnO₄，其中一個(gè)加入K₂O，另一個(gè)不加K₂O，各自收集一瓶氧氣，看所用的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)確定，是否是K₂O的影響；
（3）過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，根據(jù)過(guò)氧化氫的質(zhì)量可以計(jì)算生成氧氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）①圖中A是分液漏斗，B是集氣瓶，故答案為：分液漏斗，集氣瓶；
②該裝置適合固液不加熱反應(yīng)，我們可以用過(guò)氧化氫溶液和固體二氧化錳反應(yīng)制取氧氣，其中二氧化錳在反應(yīng)前后性質(zhì)和質(zhì)量都不發(fā)生變化，所以二氧化錳起催化作用．
故答案為：H₂O₂、催化；
③氧氣的密度大于空氣的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，還可以用向上排空氣法收集；
故答案為：向上排空氣；
④這種做法可以使裝置內(nèi)外形成壓力差，看裝置是否漏氣；
故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
故答案為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物，所以我們可以猜想有氧氣生成．
故答案為：K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】①根據(jù)質(zhì)量守恒定義和冷卻后測(cè)得Mn0₂的質(zhì)量不變可知，猜想I是錯(cuò)誤的；
②我們可以用驗(yàn)證氧氣有無(wú)的方法去判斷是否有氧氣的生成，如用帶火星的木條，深入收集的氣體中，如果木條復(fù)燃說(shuō)明有氧氣生成．
故答案為：檢驗(yàn)是否有氧氣生成．
（3）設(shè)生成氧氣的質(zhì)量為x，
2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
 68             32
6.8g            x
$\frac{68}{6.8g}=\frac{32}{x}$，
x=3.2g，
答：生成氧氣的質(zhì)量為3.2g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制取氧氣的實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)問(wèn)題，還有驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識(shí)才可做好此題．