Question

某化學興趣小組的同學根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品，在老師的指導下從如圖中選擇裝置進行了氧氣的制備實驗．

（1）寫出圖中標示的儀器a的名稱：

 

（2）甲同學從圖中選擇B、E裝置的組合制取氧氣，其中分液漏斗的作用是反應的文字表達式為

 

在用膠皮管連接裝置B和E中的玻璃導管時，應先把玻璃管口

 

，然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管．收集氣體前，應將集氣瓶裝滿水，并蓋上

 

，收集氧氣還可選用的裝置是

 

．
（3）乙同學稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實驗結束時，乙同學發(fā)現(xiàn)用排水法收集O₂大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學們進行了如下的探究．
【提出猜想】
猜想一：反應生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想二：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想三：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出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(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想

 

錯誤；
第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想二正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是

 

【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，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．請說明KMnO₄在KClO₃的分解反應中是否作催化劑，為什么？
（4）請計算K₂MnO₄中錳元素的質(zhì)量分數(shù)（結果保留到小數(shù)點后一位）

Answer 1

考點：氧氣的制取裝置,儀器的裝配或連接,氧氣的收集方法,催化劑的特點與催化作用,元素的質(zhì)量分數(shù)計算

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
（2）B、E裝置的組合制取氧氣，適合選擇雙氧水和二氧化錳的混合物； 為了便于連接橡皮管和玻璃管，應該先把玻璃管口潤濕；排水法收集氣體時，收集氣體前，應將集氣瓶裝滿水，并蓋上玻璃片，氧氣的密度比空氣大，故還可以用向上排空氣法收集；
（3）根據(jù)實驗現(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燃；
根據(jù)實驗的過程分析設計問題
（4）要求K₂MnO₄中錳元素的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)公式

錳的相對原子質(zhì)量

錳酸鉀的相對分子質(zhì)量

×100%即可求得．

解答：解：（1）a是錐形瓶，常用作反應容器；
故填：錐形瓶．
（2）B、E裝置的組合制取氧氣，適合選擇雙氧水和二氧化錳的混合物； 反應的文字表達式為：過氧化氫

二氧化錳

水+氧氣；在用膠皮管連接裝置A和E中的玻璃導管時，應先把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管．排水法收集氣體時，收集氣體前，應將集氣瓶裝滿水，并蓋上玻璃片，氧氣的密度比空氣大，故還可以用向上排空氣法收集；
答案：過氧化氫

二氧化錳

水+氧氣；用水潤濕；玻璃片；C；
（3）【實驗驗證】
在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；
【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為高錳酸鉀分解也會產(chǎn)生氧氣，同時產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用．
答案：（3）【實驗驗證】Ⅰ和Ⅲ；把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；
【拓展延伸】不是，加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產(chǎn)生氧氣，同時產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用．
（4）要求K₂MnO₄中錳元素的質(zhì)量分數(shù)=

55

39×2+55+16×4

×100%=27.9%
答案：K₂MnO₄中錳元素的質(zhì)量分數(shù)為27.9%．

點評：本題考查了兩種制取氧氣的方法，然后以高錳酸鉀制取氧氣進行相關問題的探究，對于探究實驗的設計，一定要有明顯的現(xiàn)象差別才可以，所以在錳酸鉀和二氧化錳是否會生成氧氣探究中，就有兩個方案可以參考，質(zhì)量變化法和生成物檢驗法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質(zhì)，理解催化劑的概念是解題的關鍵．