Question

3．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品，在老師的指導(dǎo)下從如圖中選擇裝置進行了氧氣的制備實驗．

（1）寫出儀器a的名稱：錐形瓶．
（2）甲同學(xué)從如圖中選擇B、E裝置的組合制取氧氣，反應(yīng)的文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．若選擇A、C裝置的組合制取氧氣，反應(yīng)的文字表達式氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣．  實驗結(jié)束時應(yīng)先撤導(dǎo)管后熄滅酒精燈的原因水槽中的水進入試管引起試管破裂
（3）乙同學(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．實驗結(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分解放出O₂．
【實驗驗證】同學(xué)們分成兩組，分別進行下列實驗：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，則猜測Ⅰ和Ⅲ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)選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃．
【拓展延伸】實驗發(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？不是，加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣的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．
（4）檢查A裝置氣密性的方法是在連接好裝置后，將導(dǎo)管一端伸入水中，用手捂住試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好
（5）實驗室制取氣體選擇發(fā)生裝置的依據(jù)是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，選擇收集裝置的依據(jù)是氣體密度和溶解性．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常見儀器的名稱及用途進行分析；
（2）根據(jù)實驗室中用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時不需要加熱進行分析；根據(jù)實驗室用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱，加熱高錳酸鉀時，試管口要放一團棉花，是為了防止高錳酸鉀粉末進入導(dǎo)管；根據(jù)氯酸鉀寫出反應(yīng)的文字表達式；實驗結(jié)束后要先移導(dǎo)管后移燈的原因，防止水槽中的水進入試管引起試管破裂．
（3）【實驗驗證】根據(jù)實驗現(xiàn)象，可以判斷物質(zhì)的性質(zhì)；氧氣能夠供給呼吸，支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃；
【拓展延伸】根據(jù)高錳酸鉀加熱分解也會產(chǎn)生氧氣解答；
（4）根據(jù)化實驗室中檢查裝置氣密性的方法進行分析解答．
（5）在實驗室制取氣體時，需要考慮：制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理，制取氣體應(yīng)采用的制取裝置與收集裝置，據(jù)此進行分析解答．

解答 解：（1）帶有標(biāo)號儀器的名稱：a是（2）在實驗室中用過氧化氫溶液制取氧氣，屬于固液常溫型，故選B；氧氣濃度比空氣大、不易溶于水，可采取向上排氣法⑤或排水法③進行收集；
（2）過氧化氫分解生成水和氧氣，發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；若用高錳酸鉀制取氧氣，需要加熱，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置為A；為防止高錳酸鉀隨氣流進入導(dǎo)氣管，試管口應(yīng)放一團棉花；所以選擇A、C裝置的組合制取氧氣，應(yīng)為氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣來制氧氣該反應(yīng)的文字表達式為：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；實驗結(jié)束后要先移導(dǎo)管后移燈的原因，防止水槽中的水進入試管引起試管破裂．
（3）【實驗驗證】
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250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；氧氣能夠支持燃燒，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)選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
【拓展延伸】
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(yīng)中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，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．
（4）在連接好裝置后，將導(dǎo)管一端伸入水中，用手捂住試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好．
（5）因為發(fā)生裝置的選定與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件有關(guān)．如反應(yīng)物是固體+液體反應(yīng)，不需加熱，屬于固液常溫型制取氣體；反應(yīng)物都是固體，且需要加熱，屬于固體加熱型，需要選用有酒精燈等加熱裝置的裝置．故確定某種氣體的發(fā)生裝置時，需要考慮的因素是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件．
實驗室制取氣體收集方法，一般考慮氣體物理性質(zhì)中的密度和溶解性，化學(xué)性質(zhì)中看它是否與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；難溶于水或不易溶于水且不與水反應(yīng)的氣體可用排水法收集；密度比空氣大的氣體（不能與空氣中的成分反應(yīng)）可用向上排空氣法收集，密度比空氣小的氣體（不能與空氣中的成分反應(yīng)）可用向下排空氣法收集．
故答案為：（1）錐形瓶；
（2）過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；水槽中的水進入試管引起試管破裂；
（3）【實驗驗證】Ⅰ和Ⅲ；把帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃；
【拓展延伸】不是   加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣的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．
（4）在連接好裝置后，將導(dǎo)管一端伸入水中，用手捂住試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好；
（5）反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；氣體密度和溶解性．

點評 本題重點考查實驗室制取氣體的發(fā)生裝置和收集裝置，以及實驗中的注意事項，需要同學(xué)們對常見實驗做到了然于心．