Question

某实验小组的同学在整理实验仪器时，发现了一个盛有黑色固体的烧杯．在请教老师后，同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物（反应完全），从中可以回收得到MnO₂．小组同学将黑色固体取出，并对其进行了探究．
【查阅资料】
①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾（KClO₃）固体的混合物制取氧气，同时生成氯化钾．
②氯化钾溶于水，其水溶液呈无色；锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色．
Ⅰ．探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物．
【猜想】猜想一：H₂O₂制取氧气；  猜想二：KClO₃制取氧气；  猜想三：

 

．
根据所学知识判断，猜想一不成立，理由是

 

．
【进行实验】
取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液．
【得出结论】猜想

 

 成立，理由是

 

．
Ⅱ．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用．
【猜想】猜想一：是反应物；      猜想二：是催化剂．
【进行实验】

实验操作	实验现象
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管．	固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮．
2、取12.25g氯酸钾和2.55g二氧化锰混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管．	．
3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量．	称量固体的质量是   g

【实验结论】猜想二成立，二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气的反应中起到催化作用．
【反思与交流】
小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为

 

．
经过讨论，大家设计了一个补充实验，证明了猜想二成立，请你写出实验操作

 

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Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,实验室制取氧气的反应原理,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：Ⅰ．探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物．
【猜想】考虑实验室制取氧气的方法，进行推测猜想；
【进行实验】根据“过滤后得到黑色滤渣和无色滤液”，进行推测．
【得出结论】根据“锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色”，进行推测．
Ⅱ．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用．
【进行实验】根据实验操作，推测实验现象；
【反思与交流】
根据可能加热二氧化锰，会产生氧气，进行分析，设计一个补充实验．

解答：解：
Ⅰ．探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物．
【猜想】实验室制取氧气的方法，进行推测猜想三为高锰酸钾制取氧气．
根据二氧化锰不溶于水，猜想一不成立．
【得出结论】根据“取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液”，推测猜想二成立，理由是锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色，而氯化钾溶于水，其水溶液呈无色．
Ⅱ．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用．
【进行实验】

实验操作	实验现象
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管．	固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮．
2、取12.25g氯酸钾和2.55g二氧化锰混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管．	固体融化，产生大量气体，木条复燃．
3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量．	称量固体的质量是 2.55g

【反思与交流】
小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为可能加热二氧化锰，会产生氧气．
经过讨论，大家设计了一个补充实验，证明了猜想二成立，请你写出实验操作加热二氧化锰，伸入带火星的木条，不复燃，则加热二氧化锰不能
产生氧气，故猜想二成立
故答案为：
【猜想】高锰酸钾制取氧气． 二氧化锰不溶于水．
【得出结论】二，锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色．
【进行实验】

实验操作	实验现象
	固体融化，产生大量气体，木条复燃．
	2.55

【反思与交流】可能加热二氧化锰，会产生氧气．
加热二氧化锰，伸入带火星的木条，不复燃，则加热二氧化锰不能
产生氧气，故猜想二成立

点评：化学是一门以实验为基础的科学，实验可以帮助我们获取很多新知识，验证一些现象与结论．因此，学习化学时，不要错过每一个实验，更不要轻易放过实验中的每一个现象．