Question

4．某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验．
（1）甲同学选用如图所示的装置制取氧气．
①写出仪器A的名称：分液漏斗．
②甲同学应选取的试剂是MnO₂和H₂O₂（填化学式），Mn0₂固体在该反应中起催化作用．
③除用排水法外，甲同学还可选择向上排空气法法收集氧气．
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是检验装置气密性．
（2）乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】
猜想l：反应生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是化学反应前后元素的种类不变．
【实验验证】同学们进行以下实验：
取一定质量的Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变．则猜想I错误．

Answer 1

分析 （1）①根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
②根据反应装置和所提供药品，确定另一种药品；根据二氧化锰在反应中的催化作用进行分析；
③根据氧气的密度和溶水性考虑收集方法；
④实验前要检验装置的气密性；
（2）根据高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
【提出猜想】有氧气生成就要有氧元素存在；
【实验验证】根据质量的变化分析判断．

解答 解：（1）①通过分析题中所指仪器的作用可知，A是分液漏斗；
②如图装置适合固液不加热反应，我们可以用过氧化氢溶液和固体二氧化锰反应制取氧气，其中二氧化锰在反应前后性质和质量都不发生变化，所以二氧化锰起催化作用；
③因氧气的密度大于空气的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，还可以用向上排空气法收集；
④这种做法可以使装置内外形成压力差，看装置是否漏气，所以该实验操作的目的是：检验装置的气密性；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】O₂是由氧元素组成的单质，所以猜想的理由是锰酸钾、二氧化锰中含有氧元素，化学反应前后元素的种类不变；
【实验验证】根据质量守恒定义和冷却后测得Mn0₂的质量不变可知，猜想I是错误的．
故答案为：（1）①长颈漏斗；
②H₂O₂，催化；
③向上排空法；
④检测装置的气密性；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，
【提出猜想】化学反应前后元素的种类不变；
【实验验证】I．

点评 本题考查制取氧气的实验以及相关问题，还有验证猜想的实验设计，要同学们具有综合的化学知识才可做好此题．