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．（本题的所有夹持仪器均已省略）请根据下图回答问题：

（1）图中仪器④⑤的名称：④

烧杯

，⑤

酒精灯

．
（2）实验室制取氧气，某同学设计了图A的装置，并用仪器③收集氧气．其中，仪器①中盛放的试剂应为

过氧化氢溶液

，此法生成氧气的化学方程式为

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

，收集氧气的方法为

排水法

．用仪器③收集氧气时，还可用于测定氧气的体积，此时还需要

量筒

（填仪器名称），
（3）实验室常用

大理石和稀盐酸

 制取二氧化碳，从B～G中选择仪器，组装发生装置，要求能方便控制反应的发生或停止，你的正确选择为（填字母）

CEFG

，检验二氧化碳用澄清石灰水，写出该化学方程式为

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O

．
（4）实验前，甲同学先向仪器①中加入水，然后将导管放入水槽中，并打开仪器①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

．
（5）乙同学称取一定质量KMnO₄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

△   .

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

他们都是含氧元素的物质

．
（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

将带火星的木条放入试管内

．
（实验反思）通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？

温度不同，反应产物不同

．

Answer 1

分析：本题考查了二氧化碳和氧气的实验室制取和收集方法，并且结合高锰酸钾的制取中所出现的数据问题进行了探究实验的设计，对于二氧化锰和锰酸钾是否能够分解得到氧气的实验，一是可以看加热后本身的质量是否会改变，二是因为高锰酸钾分解的氧气过处本身计算产量，所以二氧化锰和锰酸钾可能本身分解产生氧气，所以就可以用带火星的木条检验是否有氧气生成即可．

解答：解：（1）图中仪器④是烧杯，⑤是酒精灯．故答案为：烧杯；酒精灯．
（2）实验室制取氧气，某同学设计了图A的装置，A装置是不加热的，所以所用试剂应该是过氧化氢溶液和二氧化锰，而分液漏斗中只能盛放液体，所以分液漏斗内放的是过氧化氢溶液．③中有水，是短进长出，所以是排水法收集．当需要量取气体的体积时，需要用到量筒，原理是液体的等量代换．故答案为：过氧化氢溶液； 2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；排水法；量筒．
（3）实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，当要求能方便控制反应的发生或停止时，需要反应物之间彼此能够分离，所以就用到F，所以此时就不宜采用锥形瓶，故选CEFG．检验二氧化碳用澄清石灰水．故答案为：大理石和稀盐酸；CEFG；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（4）实验前，甲同学先向仪器①中加入水，然后将导管放入水槽中，并打开仪器①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．故答案为：检查装置的气密性
（5）高锰酸钾分解的产物是锰酸钾和二氧化锰和氧气．对应方程为2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，由于二氧化锰和锰酸钾都含有氧元素，所以可能是二氧化锰和锰酸钾中的一种或者两种分解得到氧气．实验验证时，可以分别取纯净的二氧化锰和锰酸钾分别加热到高锰酸钾分解的温度，观察是否有质量变化或者是否真的生成氧气．相对而言质量变化法当质量变化较小时不宜察觉，所以用检验生成物的方法更合适．
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，检验采产物，由于是确认是否为氧气，所以就用带火星的木条插入试管内检验．实验反思中，可以从相关的实验设计中思考均可，入温度不同，反应产物不同等．
故答案为：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；二氧化锰和锰酸钾都含有氧元素；I；将带火星的木条放入试管内；温度不同，反应产物不同（其他说法合理也可）

点评：对于探究实验的设计，一定要有明显的现象差别才可以，所以在锰酸钾和二氧化锰是否会生成氧气探究中，就有两个方案可以参考，质量变化法和生成物检验法，所以要会从实验设计去思考运用的实验原理丙加以评价．