Question

某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验．

实验目的：（1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验．
（2）粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积．
反应原理：（用化学方程式表示）
高锰酸钾制氧气：

 

；
细铁丝在氧气中燃烧：

 

．
仪器认识：写出仪器①②的名称：①

 

；②

 

．
装置连接：为达到实验目的（2），各装置的正确连接顺序是：（填接口的字母）a→

 

→d
问题分析：（1）实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：

 

；
（2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是：

 

．
（3）根据化学方程式可算出理论上2g高锰酸钾完全分解可生成氧气0.203g．而实际测得氧气在标准状况下的体积为177mL，换算成质量为0.253g，超过理论量为：0.253g一0.203g=0.05g．从理论上推测，你认为超过理论量的氧气可能来源于什么物质？

 

．（写出所有可能，空气、水因素忽略不计）

Answer 1

分析：反应原理：①高锰酸钾制氧气：知其反应物为高锰酸钾，生成物为锰酸钾、二氧化锰、氧气，反应条件为加热，可书写化学方程式；②细铁丝在氧气中燃烧：知其反应物为铁和氧气，生成物为四氧化三铁，反应条件为点燃，可书写出化学方程式；
仪器认识：了解常用仪器的名称和应用，即可轻松解答；
装置连接：为达到实验目的粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积，则各装置的正确连接顺序是a→c→b→d；
问题分析：由图知：（1）装置A试管口缺少一团棉花，会导致KMnO₄冲入导管，进入B瓶，使水变红；
（2）铁丝燃烧实验集气瓶应保留少量水，以免细铁丝在氧气中燃烧，瓶底炸裂；
（3）中水的体积即为收集的氧气的体积．制得氧气的实际量高于理论量，题中提示除去可能混有空气、水因素外，只可能来源于含有氧元素的生成物K₂MnO₄、MnO₂．

解答：解：反应原理：依据反应物、生成物及质量守恒定律书写方程式如下：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄；
仪器认识：了解常用仪器的名称和应用，可知①试管，②量筒；
装置连接：为达到实验目的粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积，首先用A装置制取氧气，B装置收集气体，为了便于水的排出用来测量生成氧气体积，从c进d出，各装置的正确连接顺序是a→c→b→d；
问题分析：（1）用高锰酸钾制取一瓶氧气，试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，进而进入瓶中，因此，实验过程中发现B瓶中水变红了，原因是试管口没有放一团棉花或高锰酸钾粉末进入瓶中；
（2）用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，瓶底要预先放一些水，防止燃烧后的熔融物溅落瓶底，引起瓶底炸裂；
（3）C中水的体积即为收集的氧气的体积，制得氧气的实际量高于理论量，超出的氧气不会凭空产生，因为题中提示除去可能混有空气、水因素外，依据质量守恒定律化学反应前后元素的种类不变，只可能来源于含有氧元素的是K₂MnO₄、MnO₂．
故答案为：
2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄；
①试管②量筒；c、b；
（1）试管口没有放一团棉花或高锰酸钾粉末进入瓶中；
（2）瓶中没有留少量水；
（3）K₂MnO₄、MnO₂

点评：本题切入点新颖，结合氧气的制取和定量收集设计，解题时要注意结合自己的实践经验和亲身体验，根据观察到的现象和记录的数据进行推理和判断．