Question

【题目】实验室通常利用如图装置制取氧气。

写出KClO3在MnO2作用下制取氧气的化学方程式______；

某化学兴趣小组在实验过程中发现有以下“异常”现象：

a．利用排空法收集氧气有异味；

b．颗粒状MnO2变得更细。

对此进行了以下探究：

探究(I)利用排空法收集的氧气有异味

查阅资料：KClO3在MnO2作用下分解生成氧气，经历了以下三个过程

①2KClO3+2MnO22______+Cl2↑+O2↑

②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

③Cl2+K2MnO42KCl+MnO2+O2↑；

(1)写出横线物质的名称______，其中Mn元素的化合价为______；

(2)猜测“利用排空法收集氧气有异味”的物质是______。

探究(Ⅱ)颗粒状MnO2变得更细

学习小组通过讨论猜测：是因为MnO2也参加了化学反应。小组同学共同设计实验并验证MnO2在该反应中作催化剂。

	实验操作	实验现象	解释
实验一	将KClO3加热至融化，伸入带火星的木条。	木条一段时间后复燃	KClO3受热要分解产生氧气；
实验二	加热MnO2，伸入带火星的木条	______	MnO2受热不产生氧气；
实验三	取适KClO3和2g的 ______	木条迅速复燃	MnO2 ______ (填“加快”或“减慢”)KClO3的分解

实验结论：MnO2是KClO3受热分解的催化剂。

归纳反思：该小组的实验结论受到其他小组的质疑，为此该小组又补充以下实验：

(1)待试管完全冷却后，向实验三的试管中加蒸馏水，将混合物全部转移至烧杯，过滤(MnO2不溶于水，其他物质均能溶于水)，洗涤沉淀，烘干，称量，目的是验证______；称量所得固体质量______；

(2)设计实验验证催化剂的另一个特点，实验方案______。

Answer 1

【答案】2KClO32KCl+3O2↑ KMnO4 高锰酸钾 +7 氯气 木条一段时间后不复燃 二氧化锰 加快 反应前后固体质量不变 不变 取(1)中得到的二氧化锰，加入氯酸钾加热，仍然可以收集到氧气

【解析】

氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑；

(1)化学反应前后，元素种类不变，原子个数不变，在反应物中有2个钾原子、2个氯原子、10个氧原子、2个锰原子，生成物中有2个氯原子、2个氧原子，所以空白处是高锰酸钾，化合价代数和为零，在高锰酸钾中钾元素是+1，氧元素是-2，所以锰元素的化合价是+7；

(2)氯气有刺激性气味，所以猜测“利用排空法收集氧气有异味”的物质是氯气；

催化剂在反应前后的质量和化学性质不变，可以改变反应速率，所以

	实验操作	实验现象	解释
实验一	将KClO3加热至融化，伸入带火星的木条。	木条一段时间后复燃	KClO3受热要分解产生氧气；
实验二	加热MnO2，伸入带火星的木条	木条一段时间后不复燃	MnO2受热不产生氧气；
实验三	取适KClO3和2g的二氧化锰	木条迅速复燃	MnO2加快KClO3的分解

归纳反思：(1)待试管完全冷却后，向实验三的试管中加蒸馏水，将混合物全部转移至烧杯，过滤，洗涤沉淀，烘干，称量，目的是验证反应前后固体质量不变；称量所得固体质量不变；

(2)设计实验验证催化剂的另一个特点的实验方案是：取(1)中得到的二氧化锰，加入氯酸钾加热，仍然可以收集到氧气。