Question

某興趣小組根據實驗室提供的儀器和藥品進行了氧氣的制備實驗．
（1）甲同學選用如圖所示的裝置制取氧氣．
①寫出儀器B的名稱：

集氣瓶

．
②甲同學應選取的試劑是MnO₂和

H₂O₂

 （填化學式），
MnO₂固體在該反應中起

催化

作用．
③除用排水法外，甲同學還可選擇

向上排空氣

法收集氧氣．
④實驗前，甲同學先向儀器A中加入水，然后將導管放人水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導管口是否有連續的氣泡出現．該實驗操作的目的是

檢查裝置的氣密性

．
（2）乙同學稱取一定質量KMnO₄放在大試管中加熱制取O₂，該反應的化學方程式為

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

．實驗結束時，乙同學發現收集到的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l：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
做出上述猜想的理由是

K₂MnO₄和MnO₂中都含有氧元素

．
【實驗驗證】同學們分為兩組，分別進行以下實驗：
①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．
②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

將帶火星的木條伸入試管，若木條復燃，則猜想Ⅱ正確

．

Answer 1

分析：（1）①根據常用儀器解答；
②實驗室可用過氧化氫和二氧化錳常溫制取氧氣，二氧化錳其催化作用，據此分析解答；
③氧氣的密度比空氣大，還可用向上排空氣法收集；
④實驗前，要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣，并據甲同學的操作分析；
（2）默寫出高錳酸鉀分解制取氧氣的化學方程式；
【提出猜想】根據變化前后元素種類不變，利用錳酸鉀、二氧化錳的組成特點，對所作的猜想進行評價；
【實驗驗證】①二氧化錳加熱前后質量未變，說明二氧化錳在加熱時未發生分解，也就不可能產生氧氣；
②可利用氧氣能使帶火星木條復燃的特點，利用帶火星木條進行檢驗分解出氧氣而不必進行質量的稱量．

解答：解：（1）①儀器B是收集氣體的集氣瓶；
②該發生裝置適用于固體藥品與液體常溫下發生反應制取氣體，即使用該裝置時應加入的藥品為固體二氧化錳、液體過氧化氫，其中固體二氧化錳催化過氧化氫的分解，是該反應的催化劑；
③利用氧氣密度比空氣大，因此還可以采取向上排空氣法進行氧氣的收集；
④實驗前，甲同學先向儀器A中加入水，然后將導管放人水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導管口是否有連續的氣泡出現．該操作是檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；
（2）高錳酸鉀在加熱條件下分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的化學方程式為2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】對比K₂MnO₄和MnO₂的組成，都含有氧元素，根據質量守恒定律變化前后元素種類不變，所以猜想它們受熱分解出氧氣；
【實驗驗證】①加熱前后二氧化錳的質量不變，可證明加熱時二氧化錳未發生反應，即未分解出氧氣，此實驗驗證了猜想I不成立；
②如果K₂MnO₄分解放出O₂的猜想成立，那么在加熱錳酸鉀時將帶火星木條伸入試管，觀察到木條復燃則可說明分解放出了氧氣，而不必進行變化前后的質量稱量；
故答案為：
（1）①集氣瓶；②H₂O₂；催化；③向上排空氣法；④檢查裝置的氣密性；
（2）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】K₂MnO₄和MnO₂中都含有氧元素；
【實驗驗證】①Ⅰ；②將帶火星的木條伸入試管，若木條復燃，則猜想Ⅱ正確．

點評：熟練掌握實驗室制取氧氣的反應原理、發生裝置、收集方法及氧氣的檢驗等知識，并結合質量守恒定律的運用對猜想進行解釋，考查了學生分析、解決問題的能力．