Question

17．运城市2015年初中化学实验操作考查中，某同学抽到的考题是：组装一套用高锰酸钾制取氧气的装置，实验桌上准备了一小团棉花，木块和仪器（如图1）：

（1）该同学组装的装置如图2所示：
①指出装置中的一处错误没有在试管口放棉花团．
②实验前必须进行的操作是检验装置气密性．
③排水法收集氧气时，下列操作正确的是C（填序号）
A．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
B．收集O₂后，先将集气瓶移出水槽，再盖上玻璃片
C．停止加热时，先移出导管，再熄灭酒精灯
④写出高锰酸钾制取氧气的文字式高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
⑤此次实验中出现试管炸裂，你认为原因是试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯、加热时试管外壁有水，未给试管预热、实验完毕先熄灭酒精灯，再将导管移出水面，也会引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂等．
⑥实验结束时，某同学发现收集到的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l：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想2：反应生成的K₂MnO₄分解放出氧气；
做出上述猜想的理由是二氧化锰和锰酸钾中都含有氧元素．
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的二氧化锰（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1错误．
②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2正确的结论．该组同学选择的实验方法是制得了氧气或收到了氧气或将带火星木条伸入试管内，木条复燃等．

Answer 1

分析 （1）①根据用高锰酸钾制氧气需要在试管口放一团棉花解答；
②根据实验的制取步骤分析：进行制取实验之前需检验装置气密性，防止装置漏气收集不到气体；
③根据用高锰酸钾制氧气时的注意事项进行分析判断；
④根据高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气写出该反应的文字表达式即可；
⑤根据实验室里用加热高锰酸钾的方法制氧气的实验操作步骤和注意事项进行分析；
⑥【提出猜想】根据猜想1，预测猜想2：根据反应中的生成物来进行判断；根据质量守恒定律可知，含有氧元素的物质才有可能生成氧气；
【实验验证】①根据题中的实验现象进行解答；
②根据氧气能够支持燃烧的性质来进行解答．

解答 解：（1）①用高锰酸钾制氧气，为防止高锰酸钾随气流进入导气管，需要在试管口放一团棉花；
②为防止装置漏气收集不到气体，因此进行制取实验之前需检验装置气密性；
③A、用排水法收集氧气时，当气泡均匀连续地放出时，才开始收集氧气，不能先将导管口移入集气瓶，再开始加热，故错误；
B、用排水法收集氧气后，用玻璃片将瓶盖好后，移出水面正放在桌子上，故错误；
C、氧气收集完毕，如果先将酒精灯熄灭，则试管内压强变小，水会沿导管倒流进试管，故正确；
③高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，配平即可；
④高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
⑤造成试管炸裂的原因可能是：试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯、加热时试管外壁有水，未给试管预热、实验完毕先熄灭酒精灯，再将导管移出水面，也会引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂等；
⑥【提出猜想】根据猜想1，预测猜想2：高锰酸钾分解产生了锰酸钾，可以猜想锰酸钾是不是也能分解产生氧气；根据质量守恒定律可知，含有氧元素的物质才有可能生成氧气，则：二氧化锰和锰酸钾或MnO₂和K₂MnO₄中都含有氧元素；
【实验验证】①氧气为气体，而对二氧化锰加热，质量没有减少，所以可以判断二氧化锰不能分解产生氧气，故猜想1错误；
②根据氧气能够支持燃烧的性质可以知道，可以用带火星的木条复燃，所以可以用带火星的木条来进行检验．故可以为：制得了氧气或收到了氧气或将带火星木条伸入试管内，木条复燃等．
故答案为：①没有在试管口放棉花团；②检查装置气密性；③C；④高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气；⑤试管口朝上倾斜、试管底部接触到灯芯、加热时试管外壁有水，未给试管预热、实验完毕先熄灭酒精灯，再将导管移出水面，也会引起试管内温度降低，导致试管内压强骤然减小，水槽中的水沿导管进入试管，使试管炸裂等；⑥【提出猜想】猜想2：反应生成的K₂MnO₄分解放出氧气；二氧化锰和锰酸钾中都含有氧元素；【实验验证】①1； ②制得了氧气或收到了氧气或将带火星木条伸入试管内，木条复燃等．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．