Question

7．某同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO₄放入A的大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，請回答以下問題：

（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)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
【提出問題】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)生成的二氧化錳和錳酸鉀（或MnO₂和K₂MnO₄）中都分解放出O₂
（2）【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
同學(xué)們分為兩組，分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：①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、Ⅲ錯誤，②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)選擇的試驗(yàn)方法是將帶火星木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃．
【拓展延伸】
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱到400℃時，生成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)中并不是作催化劑的理由是因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中KMnO₄生成了別的物質(zhì)，其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了改變．

Answer 1

分析 【提出問題】根據(jù)猜想Ⅰ、Ⅱ，預(yù)測猜想Ⅲ：根據(jù)反應(yīng)中的生成物來進(jìn)行判斷；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，含有氧元素的物質(zhì)才有可能生成氧氣；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】①根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答；
②根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)來進(jìn)行解答．
【拓展延伸】根據(jù)高錳酸鉀加熱分解也會產(chǎn)生氧氣解答．

解答 解：【提出問題】根據(jù)猜想Ⅰ、Ⅱ，預(yù)測猜想Ⅲ：高錳酸鉀分解產(chǎn)生了錳酸鉀二氧化錳，可以猜想錳酸鉀或二氧化錳能分解產(chǎn)生氧氣；根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，含有氧元素的物質(zhì)才有可能生成氧氣，則：反應(yīng)生成的二氧化錳和錳酸鉀（或MnO₂和K₂MnO₄）中都分解放出O₂；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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、Ⅲ錯誤；
②根據(jù)氧氣能夠支持燃燒的性質(zhì)可以知道，可以用帶火星的木條復(fù)燃，所以可以用帶火星的木條來進(jìn)行檢驗(yàn)．故可以為：制得了氧氣或收到了氧氣或?qū)�帶火星木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃等．
【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?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：【提出問題】反應(yīng)生成的二氧化錳和錳酸鉀（或MnO₂和K₂MnO₄）中都分解放出O₂；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】①Ⅰ、Ⅲ． ②將帶火星木條伸入試管內(nèi)，木條復(fù)燃等．
[拓展延伸]因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中KMnO₄生成了別的物質(zhì)，其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了改變．

點(diǎn)評 本題考查制取氧氣的實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)問題，還有驗(yàn)證猜想的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識才可做好此題．