Question

某班级的几个兴趣小组用如下图中学化学实验常见的实验装置探究氧气的实验室制法

（1）请写出有标号仪器的名称：①

酒精灯

；②

集气瓶

．
（2）甲小组用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取较纯净的氧气，发生装置和收集装置是

BD

，其化学方程式是

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．收集氧气也可用F装置，气体应从

a

（填“a”或“b”）端管口通入．
（3）乙小组用氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，反应的化学方程式是

2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑

，二氧化锰在其中起

催化

作用，化学反应前后，二氧化锰的

质量

和

化学性质

不变．为了测定一定质量的氯酸钾产生氧气的量，乙小组还进行了如下实验研究：
【实验过程】：称取-定质量的氯酸钾和二氧化锰混合物16.0g，放入大试管中加热至质量不再变化为止，称得固体质量为11.2g．
【数据处理】：①根据质量守恒定律，计算得到氧气的质量为

4.8

g．②列式计算混合物中氯酸钾的质量．
【反思应用】：下列图象能正确表示上述实验过程的是

D

．

（4）丙小组用高锰酸钾制取氧气，他们称取一定质量的高锰酸钾固体放入A装置中，指出A装置的不足之处是

试管口没有棉花团

，将装置改进后，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】
猜想Ⅰ：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解放出O₂．
【实验验证】：同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜想

Ⅰ

错误；
第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是

用带火星的木条放入在试管中，木条复燃

．
【拓展延伸】：实验发现，用氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热，则氯酸钾的分解速率大大加快，请说明高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中是否作催化剂，为什么？

高锰酸钾不是催化剂；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，其中使氯酸钾的分解速率大大加快的是分解出的二氧化锰，而不是高锰酸钾

．

Answer 1

分析：酒精灯是常用的加热仪器，集气瓶是收集气体的仪器；制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热，加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净．实验室制取CO₂，是在常温下，用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，氢气难溶于水，密度比空气的密度小，因此可以用排水法和向下排空气法收集．根据质量守恒定律，计算得到氧气的质量=16.0g-11.2g=4.8g；二氧化锰的质量反应前后不变，因此A不正确；氯酸钾的质量逐渐减少，最后全部反应，因此不正确；氯化钾的质量应该是从零开始逐渐增加，因此不变；二氧化锰的质量分数逐渐增加，最后不变，因此正确；氧气的检验方法是：用带火星的木条放入在试管中，木条复燃；高锰酸钾不是催化剂，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，其中使氯酸钾的分解速率大大加快的是分解出的二氧化锰，而不是高锰酸钾．

解答：解：（1）酒精灯是常用的加热仪器，集气瓶是收集气体的仪器，故答案为：酒精灯；集气瓶；
（2）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，故答案为：BD；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；a；
（3）如果用氯酸钾和二氧化锰制氧气就需要加热，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净；二氧化锰起催化作用，其质量和化学性质在反应前后不变；根据质量守恒定律，计算得到氧气的质量=16.0g-11.2g=4.8g；二氧化锰的质量反应前后不变，因此A不正确；氯酸钾的质量逐渐减少，最后全部反应，因此不正确；氯化钾的质量应该是从零开始逐渐增加，因此不变；二氧化锰的质量分数逐渐增加，最后不变，因此正确；故答案为：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；催化；质量；化学性质；4.8；D；
（4）加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管；氧气的检验方法是：用带火星的木条放入在试管中，木条复燃；高锰酸钾不是催化剂，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，其中使氯酸钾的分解速率大大加快的是分解出的二氧化锰，而不是高锰酸钾；故答案为：试管口没有棉花团；Ⅰ；用带火星的木条放入在试管中，木条复燃；高锰酸钾不是催化剂，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，其中使氯酸钾的分解速率大大加快的是分解出的二氧化锰，而不是高锰酸钾；

点评：本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和气体的检验方法等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．