Question

11．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．
写出仪器B的名称：水槽．
②甲同学应选取的试剂是Mn0₂和H₂O₂（填化学式），
Mn0₂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验装置的气密性．
（2）乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反
应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是化学反应前后元素的种类不变．
【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Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变．则猜想Ⅰ错误．
②第二组同学取K₂Mn0₄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加热锰酸钾，将带火星的木条放在试管口，木条复燃，证明有氧气生成．
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分解产生影响．请设计实验方案验证：取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
②根据反应装置和所提供药品，确定另一种药品；根据二氧化锰在反应中的表现了解作用；
③根据氧气的密度和溶水性考虑收集方法；
④实验前要检验装置的气密性；
（2）根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
【提出猜想】根据有氧气生成就要有氧元素存在进行分析；
【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；
【拓展延伸】根据设计的实验方案是：取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系进行分析．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，B是水槽；
②如图装置适合固液不加热反应，我们可以用过氧化氢溶液和固体二氧化锰反应制取氧气，其中二氧化锰在反应前后性质和质量都不发生变化，所以二氧化锰起催化作用；
③因氧气的密度大于空气的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，还可以用向上排空气法收集；
④这种做法可以使装置内外形成压力差，看装置是否漏气，所以该实验操作的目的是：检验装置的气密性；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】O₂是由氧元素组成的单质，所以猜想的理由是二氧化锰中含有氧元素，化学反应前后元素的种类不变；
【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，所以猜想Ⅰ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；
【拓展延伸】通过分析可知，设计的实验方案是：取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系．
故答案为：（1）水槽；
②H₂O₂，催化；
③向上排空气法；
④检验装置的气密性；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】化学反应前后元素的种类不变；
【实验验证】①Ⅰ；
②加热锰酸钾，将带火星的木条放在试管口，木条复燃，证明有氧气生成；
【拓展延伸】取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系．

点评 本题考查制取氧气的实验以及相关问题，还有验证猜想的实验设计，要同学们具有综合的化学知识才可做好此题．