Question

（2013?广陵区一模）现有下列装置，回答问题：

（1）写出有标号仪器的名称：①

铁架台

；②

锥形瓶

；
（2）检查B装置的气密性的方法是：堵住右侧导气管，

打开分液漏斗活塞

，向分液漏斗中加适量的水，若观察到漏斗末端出现稳定的水柱，则装置不漏气；
（3）实验室用H₂O₂溶液和MnO₂制取O₂的化学方程式为

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

发生装置为

B

，；
（4）实验室用KMnO₄制取O₂，选用的收集装置为

C或E

；
（5）为进一步研究KMnO₄的分解产物，某兴趣小组同学查阅资料，并取一定质量的KMnO₄加热使之完全分解，同时进行了下表所示的实验．

编号	实验内容	实验现象	实验结论
1	取反应后固体剩余物0.2g加入5mL 6%的H2O2溶液中	剧烈反应，放出大量热量，产生大量气体	生成物中的MnO2催化分解H2O2
2	取0.2gMnO2加入5mL a  （H2O2质量分数）的H2O2溶液中	平稳反应，发出热量，持续产生气体	MnO2催化分解H2O2
3	取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，过滤	固体完全溶解，滤纸上无黑色固体残余物	b

[实验内容]：
[实验分析]：
①完善上表中的填空内容：a

6%

、b

KMnO₄分解后的产物中没有MnO₂

；
②实验2的目的是

和实验1进行对比，确定MnO₂是否为起催化作用

；
③经讨论，实验1的结论不正确，理由是

可能是分解后产物中其他物质起催化作用

；
[资料]：Ⅰ、KMnO₄受热分解时，会发生以下两个反应：
a、6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑  b、KMnO₄

△   .

KMnO₂+O₂↑
Ⅱ、相对分子质量：（KMnO₄：158    O₂：32）
④取8.0gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量可能为

C

A．0.81g       B．1.08g       C．1.42g       D．1.62g
⑤资料显示，KMnO₄在43.9℃～377.9℃范围中的失重率（O₂与KMnO₄质量比）为18.0%．结合资料分析，在43.9℃～377.9℃范围中，KMnO₄分解反应主要以

b

（填“a”或“b”）为主．

Answer 1

分析：（1）据常用仪器回答；
（2）据检查装置气密性的方法回答；
（3）H₂O₂溶液和MnO₂生成氧气和水，该反应不需加热，属于固液常温型；
（4）据氧气的密度和溶解性选择收集装置；
（5）根据实验内容可知，是要检验高锰酸钾分解的产物中是否有MnO₂、是否催化分解H₂O₂，实验2是与实验1对比，确定MnO₂是否起催化作用，实验3是分析反应产物中是否有MnO₂，从而反映出实验1不严密，也可能是分解后的其他物质起催化作用；
Ⅱ、据所给信息：KMnO₄受热分解时，会发生以下两个反应，可据方程式分别计算出若发生单一反应生成氧气的质量，因为两个反应同时发生，所以生成氧气的质量应在二者之间；
据KMnO₄在43.9℃～377.9℃范围中的失重率（O₂与KMnO₄质量比）为18.0%，结合以上方程式计算失重率，推测发生的主要化学反应．

解答：解：（1）标号仪器分别是铁架台、锥形瓶；
（2）检查B装置的气密性的方法是：堵住右侧导气管，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中加适量的水，若观察到漏斗末端出现稳定的水柱，则装置不漏气；
（3）H₂O₂溶液和MnO₂生成氧气和水，方程式是2H₂O₂  

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，该反应不需加热，属于固液常温型，故选发生装置B；
（4）氧气的密度比空气大且不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集；
（5）①实验2是与实验1对比，确定MnO₂是否起催化作用，则所取H₂O₂溶液的溶质质量分数应相同，实验3取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，过滤后固体完全溶解，说明不含MnO₂，因为MnO₂不溶于水；
②实验2是与实验1作对比，确定MnO₂是否起催化作用；
③由实验3可知反应产物中是否有MnO₂，从而反映出实验1不严密，也可能是分解后的其他物质起催化作用；
④若发生的是a反应，设8.0gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量为x
6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                    4×32                   
8.0g                       x

6×158

8.0g

=

4×32

x

       x=1.08g     
若发生的是b反应，设8.0gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量为y
  KMnO₄

△   .

KMnO₂+O₂↑
  158            32
  8.0g           y
   

158

8.0g

=

32

y

        y=1.62g
因为KMnO₄受热分解，会发生以上两个反应，所以生成氧气的质量介于1.08g和1.62g之间，故C选项正确；
⑤由题意可知：KMnO₄在43.9℃～377.9℃范围中的失重率（O₂与KMnO₄质量比）为18.0%，据方程式可知：在a反应中失重率为：

4×32

6×158

≈0.135，b反应中失重率为：

32

158

≈0.201，可以发现，此时的失重率为18.0%，与b的失重率较为接近，故在43.9℃～377.9℃范围中，KMnO₄分解反应主要以b为主；
故答案为：（1）铁架台；   锥形瓶；   
（2）打开分液漏斗活塞；
（3）2H₂O₂  

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；    B；    
（4）C或E；
（5）①a：6%；b：KMnO₄分解后的产物中没有MnO₂；
②和实验1进行对比，确定MnO₂是否为起催化作用；
③可能是分解后产物中其他物质起催化作用；    
④C；    
⑤b．

点评：本题主要考查学生依据题意分析解决问题的能力，思维含量较大，掌握相关知识并能依据题目信息灵活分析解答问题，才能得出正确答案．