Question

5．人類的生存離不開氧氣，某�；瘜W興趣小組的同學在老師的指導下做了有關(guān)氧氣的系列探究實驗．
【探究一】某同學稱取一定質(zhì)量的高錳酸鉀（KMnO₄）放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣（O₂），該反應的符號表達式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實驗結(jié)束時，該同學發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣（O₂）大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】
猜想Ⅰ：反應生成的二氧化錳（MnO₂）分解放出氧氣（O₂）
猜想Ⅱ：反應生成的錳酸鉀（K₂MnO₄）分解放出氧氣（O₂）
【實驗驗證】同學們分為兩組，分別進行以下實驗：
（1）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．則猜想Ⅰ錯誤．
（2）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，帶火星的木條復燃．
【探究二】以下是某小組探究影響過氧化氫（H₂O₂）溶液反應速率部分因素的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)．

實驗序號	H2O2溶液 濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度/℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應所需 的時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

①通過實驗①和②對比可知，化學反應速率與反應物濃度有關(guān)；從實驗③和④對比可知，化學反應速率與溫度的關(guān)系是：溫度越高，化學反應速率越快．
②如果要證明MnO₂是該反應的催化劑，還要補做2個實驗（不要寫出具體步驟）：證明二氧化錳的質(zhì)量不變；證明二氧化錳的化學性質(zhì)不變．

Answer 1

分析 【探究一】根據(jù)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的原理分析；
【實驗驗證】（1）根據(jù)題中的實驗現(xiàn)象進行解答；
（2）根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)來進行解答．
【探究二】①②是過氧化氫濃度不同而其他條件相同，這種設計是驗證反應物濃度對反應速度的影響；③④則是溫度不同其他條件相同，是對溫度影響化學反應速度的探究．
如果要證明MnO₂是該反應的催化劑，還要補做2個實驗：證明二氧化錳的質(zhì)量不變；證明二氧化錳的化學性質(zhì)不變

解答 解：【探究一】實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學式表達式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
【實驗驗證】（1）氧氣為氣體，而對二氧化錳加熱，質(zhì)量沒有減少，所以可以判斷二氧化錳不能分解產(chǎn)生氧氣，故猜想Ⅰ錯誤；
（2）錳酸鉀在250℃條件下加熱，把帶火星的木條伸入試管，帶火星的木條復燃，說明產(chǎn)生了能夠產(chǎn)生一些氧氣，故說明反應生成的錳酸鉀分解放出氧氣．根據(jù)兩步實驗可見，把溫度控制在250℃加熱高錳酸鉀制氧氣時，高錳酸鉀和錳酸鉀都會放出氧氣．
【探究二】從表中分析可知：①②是過氧化氫濃度不同而其他的反應時各種量均相同，可知這一過程是考查反應物的濃度與反應速度的關(guān)系；③④則是溫度不同其他條件相同，明顯是對溫度影響化學反應速度的探究；
如果要證明MnO₂是該反應的催化劑，還要補做2個實驗：證明二氧化錳的質(zhì)量不變；證明二氧化錳的化學性質(zhì)不變
故答案為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
【實驗驗證】（1）Ⅰ．（2）把帶火星的木條伸入試管，帶火星的木條復燃
【探究二】反應物濃度（或濃度）；溫度越高，化學反應速率越快；證明二氧化錳的質(zhì)量不變；證明二氧化錳的化學性質(zhì)不變．

點評 本題考查制取氧氣的實驗以及相關(guān)問題，還有驗證猜想的實驗設計，要同學們具有綜合的化學知識才可做好此題．