Question

某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验．
（1）甲同学选用如图所示的装置制取氧气．
①写出仪器B的名称：

集气瓶

．
②甲同学应选取的试剂是MnO₂和

H₂O₂

 （填化学式），
MnO₂固体在该反应中起

催化

作用．
③除用排水法外，甲同学还可选择

向上排空气

法收集氧气．
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是

检查装置的气密性

．
（2）乙同学称取一定质量KMnO₄放在大试管中加热制取O₂，该反应的化学方程式为

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

．实验结束时，乙同学发现收集到的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Ⅱ：反应生成的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

．
【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．
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Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是

将带火星的木条伸入试管，若木条复燃，则猜想Ⅱ正确

．

Answer 1

分析：（1）①根据常用仪器解答；
②实验室可用过氧化氢和二氧化锰常温制取氧气，二氧化锰其催化作用，据此分析解答；
③氧气的密度比空气大，还可用向上排空气法收集；
④实验前，要检查装置的气密性，防止装置漏气，并据甲同学的操作分析；
（2）默写出高锰酸钾分解制取氧气的化学方程式；
【提出猜想】根据变化前后元素种类不变，利用锰酸钾、二氧化锰的组成特点，对所作的猜想进行评价；
【实验验证】①二氧化锰加热前后质量未变，说明二氧化锰在加热时未发生分解，也就不可能产生氧气；
②可利用氧气能使带火星木条复燃的特点，利用带火星木条进行检验分解出氧气而不必进行质量的称量．

解答：解：（1）①仪器B是收集气体的集气瓶；
②该发生装置适用于固体药品与液体常温下发生反应制取气体，即使用该装置时应加入的药品为固体二氧化锰、液体过氧化氢，其中固体二氧化锰催化过氧化氢的分解，是该反应的催化剂；
③利用氧气密度比空气大，因此还可以采取向上排空气法进行氧气的收集；
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现．该操作是检查装置的气密性，防止装置漏气；
（2）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】对比K₂MnO₄和MnO₂的组成，都含有氧元素，根据质量守恒定律变化前后元素种类不变，所以猜想它们受热分解出氧气；
【实验验证】①加热前后二氧化锰的质量不变，可证明加热时二氧化锰未发生反应，即未分解出氧气，此实验验证了猜想I不成立；
②如果K₂MnO₄分解放出O₂的猜想成立，那么在加热锰酸钾时将带火星木条伸入试管，观察到木条复燃则可说明分解放出了氧气，而不必进行变化前后的质量称量；
故答案为：
（1）①集气瓶；②H₂O₂；催化；③向上排空气法；④检查装置的气密性；
（2）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】K₂MnO₄和MnO₂中都含有氧元素；
【实验验证】①Ⅰ；②将带火星的木条伸入试管，若木条复燃，则猜想Ⅱ正确．

点评：熟练掌握实验室制取氧气的反应原理、发生装置、收集方法及氧气的检验等知识，并结合质量守恒定律的运用对猜想进行解释，考查了学生分析、解决问题的能力．