Question

4．某興趣小組根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品進(jìn)行了氧氣的制備實驗．
（1）甲同學(xué)選用如圖所示的裝置制取氧氣．
①寫出儀器A的名稱：分液漏斗．
②甲同學(xué)應(yīng)選取的試劑是MnO₂和H₂O₂（填化學(xué)式），Mn0₂固體在該反應(yīng)中起催化作用．
③除用排水法外，甲同學(xué)還可選擇向上排空氣法法收集氧氣．
④實驗前，甲同學(xué)先向儀器A中加入水，然后將導(dǎo)管放人水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導(dǎo)管口是否有連續(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實驗操作的目的是檢驗裝置氣密性．
（2）乙同學(xué)稱取一定質(zhì)量KMn0₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實驗結(jié)束時，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)收集到的O₂大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：
【提出猜想】
猜想l：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變．
【實驗驗證】同學(xué)們進(jìn)行以下實驗：
取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質(zhì)量不變．則猜想I錯誤．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進(jìn)行分析；
②根據(jù)反應(yīng)裝置和所提供藥品，確定另一種藥品；根據(jù)二氧化錳在反應(yīng)中的催化作用進(jìn)行分析；
③根據(jù)氧氣的密度和溶水性考慮收集方法；
④實驗前要檢驗裝置的氣密性；
（2）根據(jù)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進(jìn)行分析；
【提出猜想】有氧氣生成就要有氧元素存在；
【實驗驗證】根據(jù)質(zhì)量的變化分析判斷．

解答 解：（1）①通過分析題中所指儀器的作用可知，A是分液漏斗；
②如圖裝置適合固液不加熱反應(yīng)，我們可以用過氧化氫溶液和固體二氧化錳反應(yīng)制取氧氣，其中二氧化錳在反應(yīng)前后性質(zhì)和質(zhì)量都不發(fā)生變化，所以二氧化錳起催化作用；
③因氧氣的密度大于空氣的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，還可以用向上排空氣法收集；
④這種做法可以使裝置內(nèi)外形成壓力差，看裝置是否漏氣，所以該實驗操作的目的是：檢驗裝置的氣密性；
（2）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】O₂是由氧元素組成的單質(zhì)，所以猜想的理由是錳酸鉀、二氧化錳中含有氧元素，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；
【實驗驗證】根據(jù)質(zhì)量守恒定義和冷卻后測得Mn0₂的質(zhì)量不變可知，猜想I是錯誤的．
故答案為：（1）①長頸漏斗；
②H₂O₂，催化；
③向上排空法；
④檢測裝置的氣密性；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
【提出猜想】化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；
【實驗驗證】I．

點評 本題考查制取氧氣的實驗以及相關(guān)問題，還有驗證猜想的實驗設(shè)計，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識才可做好此題．