Question

9．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的儀器和藥品，在老師的指導(dǎo)下選擇如圖中的裝置進(jìn)行氧氣的制備實(shí)驗(yàn)．

（1）寫出儀器a的名稱：錐形瓶．
（2）甲組用B、E裝置的組合制取氧氣，在用膠皮管連接裝置B和E中的玻璃導(dǎo)管時，應(yīng)先把玻璃管口用水濕潤，然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管，此實(shí)驗(yàn)中判斷收集滿氧氣的方法是：當(dāng)氣泡由瓶口向外冒出時，證明氧氣已經(jīng)集滿．收集氧氣還可選用的裝置是C．此實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）乙組用氯酸鉀與二氧化錳制取氧氣，實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣有下列操作步驟：①點(diǎn)燃酒精燈，加熱試管；②檢查裝置的氣密性；③將藥品裝入試管，塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，固定在鐵架臺上；④用排水法收集氧氣；⑤熄滅酒精燈；⑥將導(dǎo)氣管從水中取出；⑦連接儀器．正確的操作順序是B（填字母）．
A②⑦③①④⑤⑥B⑦②③①④⑥⑤C③④①⑦②⑤⑥D(zhuǎn)⑦③②①④⑥⑤
此實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
實(shí)驗(yàn)中有些錯誤操作可能會導(dǎo)致試管炸裂，寫出為避免試管炸裂的一個正確操作試管口略向下傾斜．
（4）丙組稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣，此實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，丙組同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的氧氣大于理論產(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】猜想一：反應(yīng)生成的二氧化錳分解放出氧氣；
猜想二：反應(yīng)生成的錳酸鉀分解放出氧氣；
猜想三：反應(yīng)生成的錳酸鉀和二氧化錳分解都放出氧氣．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得二氧化錳的質(zhì)量不變，則猜想I錯誤；第二組同學(xué)取錳酸鉀在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想二正確的結(jié)論，該組同學(xué)選擇的是實(shí)驗(yàn)方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明猜想Ⅱ正確．
【拓展探究】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只加熱氯酸鉀固體制取氧氣的反應(yīng)速率很慢，但如果將高錳酸鉀與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀的分解速率大大加快，請說明高錳酸鉀在氯酸鉀的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？高錳酸鉀不是催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀在反應(yīng)后的質(zhì)量和性質(zhì)發(fā)生了變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)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)組裝玻璃管和橡膠塞的正確操作，氧氣的密度比水小，不易溶于水，氧氣密度比空氣大，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣時，需要先組裝儀器，檢驗(yàn)裝置氣密性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，需要先撤導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下分解生成氯化鉀和氧氣進(jìn)行分析；
（4）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，以及催化劑的性質(zhì)及氧氣的性質(zhì)分析回答．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，a是錐形瓶；
（2）在用膠皮管連接裝置B和E中的玻璃導(dǎo)管時，應(yīng)先把玻璃管口用水濕潤，氧氣的密度比水小，不易溶于水，所以實(shí)驗(yàn)中判斷收集滿氧氣的方法是：當(dāng)氣泡由瓶口向外冒出時，證明氧氣已經(jīng)集滿，氧氣密度比空氣大，所以收集氧氣還可選用的裝置是C，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣時，需要先組裝儀器，檢驗(yàn)裝置氣密性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，需要先撤導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，所以正確的順序是⑦②③①④⑥⑤，故選：B，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下分解生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，為避免試管炸裂的一個正確操作是：試管口略向下傾斜；
（4）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】第一組同學(xué)加熱二氧化錳一段時間，由二氧化錳的質(zhì)量不變可知，反應(yīng)生成的二氧化錳不能分解放出氧氣；由于氧氣有助燃性，所以，該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是：將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明猜想Ⅱ正確；
【拓展延伸】氯酸鉀固體加熱制取氧氣的反應(yīng)速率很慢，但如果將高錳酸鉀固體與氯酸鉀固體混合加熱，則氯酸鉀分解速率大大加快． 高錳酸鉀不是催化劑．因?yàn)楦咤i酸鉀在反應(yīng)后的質(zhì)量和性質(zhì)發(fā)生了變化．
故答案為：（1）錐形瓶；
（2）用水濕潤，當(dāng)氣泡由瓶口向外冒出時，證明氧氣已經(jīng)集滿，C，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）B，2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，試管口略向下傾斜；
（4）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】I，將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明猜想Ⅱ正確；
【拓展延伸】高錳酸鉀不是催化劑，因?yàn)楦咤i酸鉀在反應(yīng)后的質(zhì)量和性質(zhì)發(fā)生了變化．

點(diǎn)評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．