Question

興趣小組的同學們在老師的指導下進行實驗室制取氧氣的實驗．
甲同學稱取一定質量的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．實驗結束時，乙同學發(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，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想I：反應生成的MnO₂分解放出O₂；猜想II：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【實驗驗證】同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
第一組同學取一定質量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，則猜想

 

錯誤；第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質量的方法得出了猜想II正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是

 

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【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，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的分解反應中是否作催化劑，為什么？

 

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Answer 1

考點：制取氧氣的操作步驟和注意點,實驗探究物質變化的條件和影響物質變化的因素

專題：科學探究

分析：考慮KMnO₄固體制取氧氣的注意事項：試管口略向下傾斜的原因；
【實驗驗證】根據(jù)實驗現(xiàn)象，可以判斷物質的性質；氧氣能夠供給呼吸，支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；
【拓展延伸】根據(jù)實驗的過程分析：KMnO₄在KClO₃的分解反應中是否作催化劑；

解答：解：稱取一定質量的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；
【實驗驗證】
在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以“猜想I：反應生成的MnO₂分解放出O₂；猜想Ⅲ：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂”錯誤；
【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．
故答案為：
止冷凝水回流到熱的試管底部，使試管炸裂；
[實驗驗證]Ⅰ、Ⅲ；將帶火星的木條放入試管內；
[拓展延伸]高錳酸鉀不是催化劑，是因為加了高錳酸鉀之后，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；

點評：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行相關問題的探究，對于探究實驗的設計，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生成氧氣探究中，就有兩個方案可以參考，質量變化法和生成物檢驗法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質，理解催化劑的概念是解題的關鍵．