Question

18．小明同學稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣．實驗結(jié)束時，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，同學們進行如下探究：
[提出猜想]
猜想Ⅰ：反應生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂分解放出O₂．
[實驗驗證]
同學們分成兩組，分別進行下列實驗：第一組同學取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜測Ⅰ和Ⅲ錯誤；第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃．
[拓展延伸]
實驗發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快，KMnO₄在KClO₃的分解反應中是不是（填“是”或“不是”）催化劑，KClO₃的分解速率大大加快的原因是高錳酸鉀受熱分解生成氧氣的同時，生成的二氧化錳是氯酸鉀反應的催化劑．
[實驗反思]
通過以上實驗探究，你對“實驗制取氧氣”還想探究的問題是氧氣制得后是否純凈．

Answer 1

分析 從“第一組同學取一定質(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”；我們還可以用驗證氧氣有無的方法去判斷是否有氧氣的生成去分析；從加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產(chǎn)生氧氣，同時產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；但是由于在反應的過程中高錳酸鉀的質(zhì)量和化學性質(zhì)都發(fā)生了改變?nèi)シ治觯?/p>

解答 解：【實驗驗證】在250℃條件下加熱二氧化錳一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；
取高錳酸鉀在250℃條件下加熱，把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃，說明猜想Ⅱ正確．
故填：Ⅰ和Ⅲ；把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；
【拓展延伸】加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產(chǎn)生氧氣，同時產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；但是由于在反應的過程中高錳酸鉀的質(zhì)量和化學性質(zhì)都發(fā)生了改變，所以不是催化劑；故答案為：不是；高錳酸鉀受熱分解生成氧氣的同時，生成的二氧化錳是氯酸鉀反應的催化劑；
【實驗反思】對“實驗室制取氧氣”還想探究的問題是：氧氣制得后是否純凈．故填：氧氣制得后是否純凈．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎．