Question

我們已經(jīng)學(xué)過實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法，請利用下列裝置回答相關(guān)問題．

（1）寫出圖一中a和b的儀器名稱：a

試管

； b

錐形瓶

；
（2）選擇圖一中的裝置制取和收集二氧化碳?xì)怏w，那么應(yīng)選擇的裝置是

B

和

D

；在實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳?xì)怏w的常用藥品：液體是

稀鹽酸

，固體是

石灰石或大理石

．
（3）若要用圖二裝置收集二氧化碳?xì)怏w，則氣體應(yīng)從

d

（填c或d）端通．理由是

二氧化碳的密度比空氣大

．
（4）用制取的二氧化碳進(jìn)行如圖3有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)：
①實(shí)驗(yàn)3（Ⅱ）中溶液變

紅

色；
②實(shí)驗(yàn)3（Ⅲ）中加熱之后，溶液又變?yōu)?!--BA-->

紫

色，解釋出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因

加熱后，碳酸不穩(wěn)定而分解，溶液不再顯酸性

．
（5）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)方程式（或化學(xué)式表達(dá)式）

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；

若要用排水法收集一瓶較純凈的氧氣，開始收集氧氣的最佳時機(jī)是

氣泡連續(xù)均勻冒出時收集

．
（6）同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的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Ⅰ：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【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，則猜想

Ⅰ

錯誤；
第二組同學(xué)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(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是

將帶火星的木條放入試管內(nèi)

；
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應(yīng)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．請說明KMnO₄在KClO₃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，加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i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

．

Answer 1

分析：（1）熟練掌握常見的化學(xué)儀器名稱和用途；
（2）制取二氧化碳的藥品是石灰石和稀鹽酸，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，根據(jù)二氧化碳的密度和溶解性選擇收集方法；
（3）根據(jù)二氧化碳的密度選擇進(jìn)氣口；
（4）根據(jù)碳酸顯酸性，能夠使紫色的石蕊試液變成紅色及碳酸不穩(wěn)定，易分解，酸性消失，石蕊試液紅色褪去又變成紫色分析；
（5）用高錳酸鉀制氧氣時，反應(yīng)物是高錳酸鉀，生成物是錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應(yīng)條件是加熱，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)收集的方法和實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析；
（6）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)二氧化錳的質(zhì)量不變，得出結(jié)論；
要驗(yàn)證猜想II，可以用驗(yàn)證氧氣的方法來確定氧氣的有無，可以用帶火星的木條檢驗(yàn)，觀察現(xiàn)象；
【拓展延伸】根據(jù)高錳酸鉀及氯酸鉀反應(yīng)的特點(diǎn)及催化劑分析回答．

解答：解：（1）a是試管；b是錐形瓶；故填：試管；錐形瓶；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品是石灰石或大理石和稀鹽酸，屬于固體和液體在常溫下的反應(yīng)，因此應(yīng)選用的發(fā)生裝置是B；因?yàn)槎�氧化碳易溶于水，密度比空氣大，故收集裝置D（向上排空氣法）；故填：B、D；稀鹽酸；石灰石或大理石；
（3）因?yàn)槎�氧化碳的密度比空氣大，會聚集在集氣瓶的下方，故進(jìn)氣口是長管d；故填：d；二氧化碳的密度比空氣大；
（4）二氧化碳與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸，碳酸顯酸性，能夠使紫色的石蕊試液變成紅色；碳酸不穩(wěn)定，受熱易分解，酸性消失，石蕊試液紅色褪去又變成紫色；故填：紅；紫；加熱后，碳酸不穩(wěn)定而分解，溶液不再顯酸性；
（5）用高錳酸鉀制氧氣時，反應(yīng)物是高錳酸鉀，生成物是錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應(yīng)條件是加熱，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；用排水法收集氣體的最佳時機(jī)是氣泡連續(xù)均勻冒出時收集，這樣收集的氣體較純凈；故填：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；氣泡連續(xù)均勻冒出時收集；
（6））【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】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，說明不是二氧化錳產(chǎn)生的氧氣，故猜想Ⅰ錯誤；驗(yàn)證氧氣的產(chǎn)生還可以用帶火星的木條伸進(jìn)試管內(nèi)，看是否復(fù)燃；
故答案為：Ⅰ；將帶火星的木條放入試管內(nèi)；
【拓展延伸】加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i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．
故答案為：高錳酸鉀不是催化劑，加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因?yàn)楦咤i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．

點(diǎn)評：本考點(diǎn)主要考查氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學(xué)方程式的書寫，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)；在錳酸鉀和二氧化錳是否會生成氧氣探究中，有兩個方案可以參考，質(zhì)量變化法和生成物檢驗(yàn)法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質(zhì)，理解催化劑的概念是解題的關(guān)鍵．