Question

興趣小組的同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的實(shí)驗(yàn)．
甲同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，試管口略向下傾斜，是為了防

 

，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(shí)間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想

 

錯(cuò)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

 

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【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？

 

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Answer 1

考點(diǎn)：制取氧氣的操作步驟和注意點(diǎn),實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素

專題：科學(xué)探究

分析：考慮KMnO₄固體制取氧氣的注意事項(xiàng)：試管口略向下傾斜的原因；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】根據(jù)實(shí)驗(yàn)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)實(shí)驗(yàn)的過程分析：KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中是否作催化劑；

解答：解：稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，試管口略向下傾斜，是為了防止防止冷凝水回流到熱的試管底部，使試管炸裂；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，說明250℃時(shí)，二氧化錳不能分解，所以“猜想I：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂；猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂”錯(cuò)誤；
【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(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用．
故答案為：
止冷凝水回流到熱的試管底部，使試管炸裂；
[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]Ⅰ、Ⅲ；將帶火星的木條放入試管內(nèi)；
[拓展延伸]高錳酸鉀不是催化劑，是因?yàn)榧恿烁咤i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(huì)產(chǎn)生氧氣，同時(shí)產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了兩種制取氧氣的方法，然后以高錳酸鉀制取氧氣進(jìn)行相關(guān)問題的探究，對于探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，一定要有明顯的現(xiàn)象差別才可以，所以在錳酸鉀和二氧化錳是否會(huì)生成氧氣探究中，就有兩個(gè)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．