Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室通常利用如圖裝置制取氧氣。

寫出KClO3在MnO2作用下制取氧氣的化學(xué)方程式______；

某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)有以下“異常”現(xiàn)象：

a．利用排空法收集氧氣有異味；

b．顆粒狀MnO2變得更細(xì)。

對此進(jìn)行了以下探究：

探究(I)利用排空法收集的氧氣有異味

查閱資料：KClO3在MnO2作用下分解生成氧氣，經(jīng)歷了以下三個(gè)過程

①2KClO3+2MnO22______+Cl2↑+O2↑

②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

③Cl2+K2MnO42KCl+MnO2+O2↑；

(1)寫出橫線物質(zhì)的名稱______，其中Mn元素的化合價(jià)為______；

(2)猜測“利用排空法收集氧氣有異味”的物質(zhì)是______。

探究(Ⅱ)顆粒狀MnO2變得更細(xì)

學(xué)習(xí)小組通過討論猜測：是因?yàn)?/span>MnO2也參加了化學(xué)反應(yīng)。小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證MnO2在該反應(yīng)中作催化劑。

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋
實(shí)驗(yàn)一	將KClO3加熱至融化，伸入帶火星的木條。	木條一段時(shí)間后復(fù)燃	KClO3受熱要分解產(chǎn)生氧氣；
實(shí)驗(yàn)二	加熱MnO2，伸入帶火星的木條	______	MnO2受熱不產(chǎn)生氧氣；
實(shí)驗(yàn)三	取適KClO3和2g的 ______	木條迅速復(fù)燃	MnO2 ______ (填“加快”或“減慢”)KClO3的分解

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：MnO2是KClO3受熱分解的催化劑。

歸納反思：該小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論受到其他小組的質(zhì)疑，為此該小組又補(bǔ)充以下實(shí)驗(yàn)：

(1)待試管完全冷卻后，向?qū)嶒?yàn)三的試管中加蒸餾水，將混合物全部轉(zhuǎn)移至燒杯，過濾(MnO2不溶于水，其他物質(zhì)均能溶于水)，洗滌沉淀，烘干，稱量，目的是驗(yàn)證______；稱量所得固體質(zhì)量______；

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證催化劑的另一個(gè)特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)方案______。

Answer 1

【答案】2KClO32KCl+3O2↑ KMnO4 高錳酸鉀 +7 氯氣 木條一段時(shí)間后不復(fù)燃 二氧化錳 加快 反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變 不變 取(1)中得到的二氧化錳，加入氯酸鉀加熱，仍然可以收集到氧氣

【解析】

氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO32KCl+3O2↑；

(1)化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變，原子個(gè)數(shù)不變，在反應(yīng)物中有2個(gè)鉀原子、2個(gè)氯原子、10個(gè)氧原子、2個(gè)錳原子，生成物中有2個(gè)氯原子、2個(gè)氧原子，所以空白處是高錳酸鉀，化合價(jià)代數(shù)和為零，在高錳酸鉀中鉀元素是+1，氧元素是-2，所以錳元素的化合價(jià)是+7；

(2)氯氣有刺激性氣味，所以猜測“利用排空法收集氧氣有異味”的物質(zhì)是氯氣；

催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，可以改變反應(yīng)速率，所以

	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋
實(shí)驗(yàn)一	將KClO3加熱至融化，伸入帶火星的木條。	木條一段時(shí)間后復(fù)燃	KClO3受熱要分解產(chǎn)生氧氣；
實(shí)驗(yàn)二	加熱MnO2，伸入帶火星的木條	木條一段時(shí)間后不復(fù)燃	MnO2受熱不產(chǎn)生氧氣；
實(shí)驗(yàn)三	取適KClO3和2g的二氧化錳	木條迅速復(fù)燃	MnO2加快KClO3的分解

歸納反思：(1)待試管完全冷卻后，向?qū)嶒?yàn)三的試管中加蒸餾水，將混合物全部轉(zhuǎn)移至燒杯，過濾，洗滌沉淀，烘干，稱量，目的是驗(yàn)證反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變；稱量所得固體質(zhì)量不變；

(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證催化劑的另一個(gè)特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方案是：取(1)中得到的二氧化錳，加入氯酸鉀加熱，仍然可以收集到氧氣。