Question

實(shí)驗(yàn)室制取氧氣是初中化學(xué)階段的重要實(shí)驗(yàn)．小元同學(xué)準(zhǔn)確稱取7.9g純凈的高錳酸鉀加熱一段時(shí)間后，收集到氧氣580mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（1）請(qǐng)寫出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室用固體反應(yīng)物制取氧氣的化學(xué)方程式：______、______．
（2）意外發(fā)現(xiàn)：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，7.9g高錳酸鉀完全分解，應(yīng)生成氧氣560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．小元通過數(shù)據(jù)分析，意外發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣體積和理論計(jì)算的氧氣體積不相符合，并且在實(shí)驗(yàn)中還意外發(fā)現(xiàn)錳酸鉀溶液呈墨綠色
（3）提出假設(shè)：小元取實(shí)驗(yàn)后的少量固體殘?jiān)�再次加熱，�?jīng)檢驗(yàn)又產(chǎn)生了氧氣．根據(jù)小元發(fā)現(xiàn)的問題和上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以做出如下假設(shè)!
假設(shè)l：二氧化錳也可以受熱分解產(chǎn)生氧氣；
假設(shè)2：錳酸鉀也可以受熱分解產(chǎn)生氧氣；
假設(shè)3：二氧化錳和錳酸鉀受熱都可以產(chǎn)生氧氣；
假設(shè)4：______（只填一種）．
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：小元用最初加熱所得的殘?jiān)�及必要的�?shí)驗(yàn)用品，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)流程驗(yàn)證假設(shè)2．請(qǐng)?jiān)谙旅鎸?shí)驗(yàn)流程方框中的相應(yīng)位置填寫各步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱．
請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述步驟5的操作：______．
（5）得出結(jié)論：若觀察到______，則假設(shè)2成立；若觀察到______，則假設(shè)2不成立．

Answer 1

（1）初中階段實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法有三種，根據(jù)題意，用固體反應(yīng)制取氧氣的是加熱高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳．故答案為：2KClO₃2KCl+3O₂↑；2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）猜想要有依據(jù)，該題猜想的依據(jù)就是題目中的情景，應(yīng)圍繞反應(yīng)條件的變化和生成物的變化展開．所以猜想有：MnO₂可以催化K₂MnO₄受熱分解產(chǎn)生O₂（或“K₂MnO₄可以催化MnO₂受熱分解產(chǎn)生O₂”或“KMnO₄在不同溫度下以其它方式分解產(chǎn)生更多氧氣”或“升高溫度K₂MnO₄和MnO₂相互反應(yīng)產(chǎn)生O₂”）；故答案為：MnO₂可以催化K₂MnO₄受熱分解產(chǎn)生O₂；
（4）實(shí)驗(yàn)的目的決定實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要驗(yàn)證錳酸鉀受熱是否會(huì)分解產(chǎn)生氧氣，就要把錳酸鉀從混合物中分離出來，加熱純凈的錳酸鉀來驗(yàn)證，而錳酸鉀溶于水，二氧化錳難溶于水，所以各步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱：步驟1：溶解；步驟2：過濾；步驟3：蒸發(fā)；步驟4：干燥； 步驟5的操作為：取干燥后的固體于試管中充分加熱，然后將帶火星的木條（或燃燒的木條）插入試管中；
故答案為：步驟1：溶解；步驟2：過濾；步驟3：蒸發(fā)；取干燥后的固體于試管中充分加熱，然后將帶火星的木條（或燃燒的木條）插入試管中；
（5）因氧氣具有助燃性，若帶火星的木條復(fù)燃（或木條燃燒更旺），說明有氧氣產(chǎn)生；若帶火星的木條沒有復(fù)燃（或木條沒有燃燒更旺），說明沒有氧氣產(chǎn)生．故答案為：帶火星的木條復(fù)燃（或木條燃燒更旺）；帶火星的木條沒有復(fù)燃（或木條沒有燃燒更旺）．
分析：（1）初中階段要求掌握的實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法有三種：二氧化錳催化過氧化氫溶液分解制取氧氣；加熱高錳酸鉀制取氧氣和加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物制取氧氣．過氧化氫溶液是液體，用固體反應(yīng)制取氧氣的是加熱高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳．
（3）由題意可知，實(shí)驗(yàn)加熱7.9g高錳酸鉀收集的氧氣比理論計(jì)算完全分解7.9g高錳酸鉀生成的氧氣多．分析高錳酸鉀分解的情景，條件需要加熱，生成物中的氧氣逸出，還有錳酸鉀和二氧化錳，均含有氧元素．進(jìn)行猜想假設(shè)要始終圍繞該情景展開，圍繞條件的變化和生成物展開．
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證假設(shè)2：錳酸鉀也可以受熱分解產(chǎn)生氧氣．因此必須把錳酸鉀從與二氧化錳的混合物中分離出來，我們知道錳酸鉀能溶于水，二氧化錳不溶于水，聯(lián)系所學(xué)分離混合物的方法即可解答．
（5）要驗(yàn)證錳酸鉀受熱分是否解產(chǎn)生氧氣，只要取錳酸鉀加熱，并檢驗(yàn)是否有氧氣產(chǎn)生即可．
點(diǎn)評(píng)：該題主要考查實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的反應(yīng)原理，科學(xué)探究的環(huán)節(jié)．猜想要有依據(jù)，把握題目中的情景，從情景中展開，具有開放性．