Question

11．根据图1实验装置图，回答问题：

（1）实验仪器的名称：a酒精灯；b集气瓶．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学符号表达式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，发生装置应该选用A，该装置有一处不足，请改正：应在试管口放一团棉花．要收集到较纯净的氧气，应该选用装置C，若用该装置收集的氧气也不纯，原因可能是集气瓶中未装满水（答出一点即可）．
（3）在收集氧气的方法也可采用向上（填“向上”或“向下”）排空气法．若用图2所示装置采用“排空气法”收集氧气，请在图中将导管补画完整．
（4）已知在常温下，一氧化氮是一种难溶于水的气体，密度比空气略大，与空气中的氧气迅速反应生成二氧化氮．若要收集一瓶一氧化氮，应选用下列图3收集方法中的B
（5）包包同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，宇宇同学发现用排水法收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，包包和宇宇同学进行了如下探究：
【提出猜想】猜想I：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【实验验证】包包和宇宇分成两组，分别进行下列实验：
包包同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜想I、Ⅲ错误；
宇宇同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了想II正确的结论．宇宇同学选择的实验方法是将带火星的木条伸入试管中，若复燃，则猜想正确；．
【拓展延伸】实验发现，KClO₃固体加热制取O₂的反应速率很慢且需要的温度较高，但如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．请说明KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂，为什么？否．

Answer 1

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；   
（2）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气； 为了防止高锰酸钾进入导管，通常在试管口塞一团棉花；凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
（3）氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水．
（4）根据一氧化氮是一种难溶于水的气体，密度比空气略大，与空气中的氧气迅速反应生成二氧化氮解答；
（5）根据实验现象，可以判断物质的性质；氧气能够供给呼吸，支持燃烧，能使带火星的木条复燃；根据实验的过程分析设计问题．

解答 解：
（1）a是酒精灯，常用作热源．b是试管；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，因为反应不需要加热，发生装置应该选用A，为了防止高锰酸钾进入导管，试管口应放一团棉花，组装好仪器后，应先检查装置气密性，再添加药品．因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用E装置收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集，用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净；如果导管口刚出现气泡就开始收集，或集气瓶装水时留有气泡，都能够导致收集的氧气不纯．
（3）氧气的密度比空气的密度大，还可以用向上排空法收集；若用图2所示装置采用“排空气法”收集氧气，图示如下：

（4）一氧化氮是一种难溶于水的气体，密度比空气略大，与空气中的氧气迅速反应生成二氧化氮，最好用排水法收集；
（5）【实验验证】
在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，说明250℃时，二氧化锰不能分解，所以猜想Ⅰ和Ⅲ错误；
【拓展延伸】
如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．KMnO₄在KClO₃的分解反应中不是作催化剂，原因是加了高锰酸钾之后，产生氧气速度加快是因为高锰酸钾分解也会产生氧气，同时产生的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用．
答案   （1）酒精灯；集气瓶
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A；应在试管口放一团棉花；   C；集气瓶中未装满水（未等连续均匀气泡产生就开始收集）
（3）向上         
（4）B
（5）Ⅰ、Ⅲ； 将带火星的木条伸入试管中，若复燃，则猜想正确；
否，

点评 本题综合考查了学生的基本实验能力，涉及仪器的用途、化学方程式的书写、装置选择、实验基本操作等知识，只有综合理解化学知识才能够正确的解答．