Question

8．某興趣小組根據(jù)圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行制備氧氣實(shí)驗(yàn)．
 
（1）裝置D由導(dǎo)管、水槽和集氣瓶組成．
（2）實(shí)驗(yàn)前，甲同學(xué)先向儀器中加入水，然后將導(dǎo)管放入D的水槽中，打開(kāi)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(shí)驗(yàn)操作的目的是檢查裝置的氣密性．
（3）寫(xiě)出裝置B與C組合制取一種氣體的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；該氣體驗(yàn)滿(mǎn)的方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，說(shuō)明氧氣已收集滿(mǎn)．或?qū)⑷贾�的木條放在集氣瓶口，木條火焰熄滅，說(shuō)明二氧化碳已收集滿(mǎn)（寫(xiě)出操作、現(xiàn)象與結(jié)論）．
（4）乙同學(xué)稱(chēng)取一定質(zhì)量高錳酸鉀，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，選用的發(fā)生和收集裝置是AC或AD（填標(biāo)號(hào)）；反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)收集到的O₂大于理論產(chǎn)量，針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下進(jìn)行了如下探究：
【提出猜想】依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出如下猜想：
猜想Ⅰ：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂    猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
①第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得Mn0₂的質(zhì)量不變．則猜想Ⅰ錯(cuò)誤．
②第二組同學(xué)取一定質(zhì)量的K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量減輕（填“減輕”或“增重”），得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對(duì)其分解產(chǎn)生影響．為驗(yàn)證此結(jié)論，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：①分別取錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入K₂O，一支試管中不加氧化鉀．②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體．③比較所用的時(shí)間長(zhǎng)短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．該過(guò)程中還必須控制相同的變量是錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度．

Answer 1

分析 水槽是常用的盛水的儀器，集氣瓶是收集氣體的儀器；實(shí)驗(yàn)前，甲同學(xué)先向儀器中加入水，然后將導(dǎo)管放入D的水槽中，打開(kāi)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(shí)驗(yàn)操作的目的是：檢查裝置的氣密性；制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．氧氣的驗(yàn)滿(mǎn)方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣滿(mǎn)了．實(shí)驗(yàn)室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．二氧化碳的驗(yàn)滿(mǎn)方法是：將一根燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿(mǎn)了．依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出猜想；第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得Mn0₂的質(zhì)量不變；則猜想Ⅰ錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取一定質(zhì)量的K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量減輕，得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對(duì)其分解產(chǎn)生影響．為驗(yàn)證此結(jié)論，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：①分別取錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入K₂O，一支試管中不加氧化鉀．②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體．③比較所用的時(shí)間長(zhǎng)短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．該過(guò)程中還必須控制相同的變量是：錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度．

解答 解：（1）水槽是常用的盛水的儀器，集氣瓶是收集氣體的儀器，故答案為：水槽；集氣瓶；
（2）實(shí)驗(yàn)前，甲同學(xué)先向儀器中加入水，然后將導(dǎo)管放入D的水槽中，打開(kāi)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(shí)驗(yàn)操作的目的是：檢查裝置的氣密性；故答案為：檢查裝置的氣密性；
（3）如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，過(guò)氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．氧氣的驗(yàn)滿(mǎn)方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明氧氣滿(mǎn)了．實(shí)驗(yàn)室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集；二氧化碳的驗(yàn)滿(mǎn)方法是：將一根燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿(mǎn)了；故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑等（合理答案均可）；將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，說(shuō)明氧氣已收集滿(mǎn)．或?qū)⑷贾�的木條放在集氣瓶口，木條火焰熄滅，說(shuō)明二氧化碳已收集滿(mǎn)．等（合理答案均可）
（4）如果用高錳酸鉀制氧氣就需要加熱，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，要注意配平；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；故答案為：AC 或AD；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出猜想；故答案為：質(zhì)量守恒；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得Mn0₂的質(zhì)量不變；則猜想Ⅰ錯(cuò)誤；第二組同學(xué)取一定質(zhì)量的K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量減輕，得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論；故答案為：①Ⅰ②減輕；
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對(duì)其分解產(chǎn)生影響．為驗(yàn)證此結(jié)論，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：①分別取錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入K₂O，一支試管中不加氧化鉀．②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體．③比較所用的時(shí)間長(zhǎng)短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關(guān)系．該過(guò)程中還必須控制相同的變量是：錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度；故答案為：錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度；

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)主要考查了儀器的名稱(chēng)、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時(shí)也考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、檢查裝置的氣密性和實(shí)驗(yàn)探究等，綜合性比較強(qiáng)．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．本考點(diǎn)是中考的重要考點(diǎn)之一，主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．