Question

13．某校化學興趣小組的同學根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品，在老師的指導下從圖中選擇裝置進行了氧氣的制備實驗．

（1）寫出裝置圖中標號儀器的名稱：a酒精燈；b試管．
（2）甲同學用氯酸鉀、二氧化錳等試劑，從上圖中選擇A、D裝置的組合制取氧氣．
①反應的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
②在用橡膠管連接裝置A和D中的玻璃導管時，應先把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力把玻璃管插入橡膠管．
③收集氣體前，應將集氣瓶裝滿水，并倒扣在水中．當氣體連續(xù)均勻地從導氣管口冒出時，將導氣管伸入到集氣瓶口開始收集．判斷氣體已集滿的方法是有氣泡從瓶口冒出．
④收集氧氣還可選用的裝置是B（選填字母）．
（3）甲同學用氯酸鉀等試劑制取氧氣反應結束后冷卻，對制取氧氣后的固體殘渣（已完全反應）作如下回收處理：
①通過以下四步實驗操作可回收不溶物二氧化錳．正確操作的先后順序是C、D、A（填寫序號）．
A．烘干          B．溶解        C．過濾        D．洗滌
②過濾時需用到的實驗儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗（帶濾紙）、燒杯、玻璃棒．
③過濾時需要將圓形濾紙折疊處理．下列濾紙折疊過程圖示中，正確的是
甲（選填“甲”或“乙”）．

（4）乙同學選A裝置用KMnO₄固體制氧氣，需要對A裝置進行的改變是在試管口放一團棉花．乙同學稱取一定質量的KMnO₄固體放入A中大試管里，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量大于理論產量，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都分解放出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，則猜測Ⅰ、Ⅲ錯誤；第二組同學取K₂MnO₄加入試管中，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用帶火星的木條伸入試管中，木條復燃．
[拓展延伸]
實驗發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱到400℃時，生成O₂的速率還是很慢，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的分解反應中并不是作催化劑的理由因為在反應過程中KMnO₄生成了別的物質，其質量和化學性質都發(fā)生了改變．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)常用儀器回答；（1）要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
（2）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，能使帶火星的木條復燃；
（3）
①二氧化錳不溶于水，錳酸鉀易溶于水，所以可采取過濾的方法提取二氧化錳，先溶解固體，再過濾，然后將固體洗滌并烘干即可；
②據(jù)過濾所用儀器回答；
③過濾時濾紙折疊方法是對折再對折，然后打開，一邊有三層濾紙；
④根據(jù)氧氣的密度比空氣的大解答；
（4）【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)高錳酸鉀加熱分解也會產生氧氣解答．

解答 解：（1）儀器a的名稱是酒精燈；b是試管；
（2）
①選擇A、D裝置的組合制取氧氣時，應該是利用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣，反應的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
②在用膠皮管連接裝置B和E中的玻璃導管時，應先把玻璃管口用水潤濕，然后稍稍用力把玻璃管插入膠皮管；
③收集氣體前，應將集氣瓶裝滿水并蓋上玻璃片，并倒扣在水中．當氣體連續(xù)均勻地從導氣管口冒出時，將導氣管伸入到集氣瓶口開始收集．判斷氣體已集滿的方法是有氣泡從瓶口冒出；
④收集氧氣還可選用的裝置是B，即可以用向上排空氣法收集．
（3）①二氧化錳不溶于水，錳酸鉀易溶于水，所以可采取過濾的方法提取二氧化錳，先溶解固體，再過濾，然后將固體洗滌并烘干即可；
②過濾用到的儀器有：鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗（帶濾紙）、燒杯，還須引流的玻璃棒；
③過濾時濾紙折疊方法是對折再對折，然后打開，一邊有三層濾紙，正確的是 甲；
（4）選A裝置用KMnO₄固體制氧氣，需要對A裝置進行的改變是在試管口放一團棉花；
【實驗驗證】在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質量不變，說明250℃時，二氧化錳不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ錯誤；氧氣能夠支持燃燒，沒有用測定質量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結論．該組同學選擇的實驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；
【拓展延伸】
如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．KMnO₄在KClO₃的分解反應中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，產生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產生氧氣，同時產生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；
故答案；
（1）酒精燈；集氣瓶；  
（2）①2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
②用水潤濕；      
③裝滿水；    氣體連續(xù)均勻地從導氣管口冒出；有氣泡從瓶口冒出；
④B
（3）①C、D、A；  ②玻璃棒； ③甲；
（4）在試管口放一團棉花
[實驗驗證]Ⅰ、Ⅲ；  用帶火星的木條伸入試管中，木條復燃；
[拓展延伸]因為在反應過程中KMnO₄生成了別的物質，其質量和化學性質都發(fā)生了改變．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．