Question

17．某興趣小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備氧氣的條件進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn)．
①為探究MnO₂、CuO、KMnO₄對(duì)氯酸鉀分解速度的影響，甲設(shè)計(jì)以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．將2.45g KClO₃加熱至質(zhì)量不再改變
Ⅱ．將2.45g KClO₃與1.0g MnO₂均勻混合加熱至質(zhì)量不再改變
Ⅲ．將xg KClO₃與1.0g CuO均勻混合加熱至質(zhì)量不再改變
Ⅳ．將2.45g KClO₃與1.0gKMnO₄均勻混合加熱至質(zhì)量不再改變
在相同溫度下加熱至完全反應(yīng)，比較四組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生O₂的多少及快慢，記錄如下：

	反應(yīng)時(shí)間	收到O2體積
Ⅰ	6000s	4.3mL
Ⅱ	60s	4.3mL
Ⅲ	180s	4.3mL
Ⅳ	70s	4.8mL

Ⅱ中反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；Ⅲ中x的值應(yīng)為2.45．
②從Ⅱ反應(yīng)后的產(chǎn)物中回收MnO₂（已知兩種固體剩余物中只有MnO₂不溶于水），其步驟是：溶解、過(guò)濾、洗滌干燥．
③Ⅳ中除了氯酸鉀分解速度比較快其產(chǎn)生氧氣的量也比較多，請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：
a．寫出產(chǎn)生氧氣多出的原因是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
b．分解速度比較快的原因是：B（填序號(hào)）
A．KMnO₄是該反應(yīng)的催化劑     B．KMnO₄分解生成的MnO₂是該反應(yīng)的催化劑
④KMnO₄中，Mn元素的化合價(jià)是+7．

Answer 1

分析 ①根據(jù)反應(yīng)方程式的書寫方法和對(duì)照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法考慮；②根據(jù)不溶于液體的固體和液體分離的方法考慮；③a因?yàn)楦咤i酸鉀加熱能產(chǎn)生氧氣，再根據(jù)方程式的書寫方法寫出方程式；b．分解速度比較快的原因是高錳酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳正好作為氯酸鉀分解的催化劑；④根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的代數(shù)和為零考慮．

解答 解：①氯酸鉀分解的反應(yīng)物是氯酸鉀，生成物是氯化鉀和氧氣，用最小公倍數(shù)法配平，氧氣后面標(biāo)上上升符號(hào)，所以方程式是：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；在設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)，只能允許一個(gè)變量，所以氯酸鉀的質(zhì)量都相同，所以X值是2.45；
②不溶于液體的固體和液體分離的方法是過(guò)濾；
③a．因?yàn)楦咤i酸鉀加熱能產(chǎn)生氧氣，反應(yīng)物是高錳酸鉀，生成物是錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，用觀察法配平，氧氣后面標(biāo)上上升符號(hào)，所以方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
b．分解速度比較快的原因是高錳酸鉀分解產(chǎn)生的二氧化錳正好作為氯酸鉀分解的催化劑；
④設(shè)KMnO₄中，Mn元素的化合價(jià)是x
（+1）+x+（-2）×4=0
x=+7
故答案為：①2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；2.45；②過(guò)濾；③2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；B；④+7．

點(diǎn)評(píng) 解答本題關(guān)鍵是要知道方程式的書寫方法，催化劑的特點(diǎn)，熟悉相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算方法，混合物分離方法，并能靈活運(yùn)用．