Question

人類的生存離不開氧氣，某校化學興趣小組的同學在老師的指導下做了有關氧氣的系列探究實驗．
【探究一】某同學稱取一定質量的高錳酸鉀（KMnO₄）放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取
氧氣（O₂），該反應的文字（或符號）表達式為

高錳酸鉀

加熱

錳酸鉀+二氧化錳+氧氣

．實驗結束時，
該同學發現收集到的氧氣（O₂）大于理論產量，針對這一現象，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反應生成的二氧化錳（MnO₂）分解放出氧氣（O₂）
猜想Ⅱ：反應生成的錳酸鉀（K₂MnO₄）分解放出氧氣（O₂）
【實驗驗證】同學們分為兩組，分別進行以下實驗：
（1）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．則猜想

Ⅰ

 錯誤．
（2）第二組同學取K₂MnO₄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

檢驗到有氧氣生成

．
【探究二】以下是某小組探究影響過氧化氫（H₂O₂）溶液反應速率部分因素的相關實驗數據．

實驗序號	H2O2溶液 濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度/℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應所需 的時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

①通過實驗①和②對比可知，化學反應速率與

濃度

有關；
從實驗③和④對比可知，化學反應速率與溫度的關系是：

溫度越高反應的速度越快

．
②通過上述實驗

能

（填“能”或“不能”）說明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反應速率．
③如果要證明MnO₂是該反應的催化劑，還要補做2個實驗（不要寫出具體步驟）：

證明二氧化錳的質量不變

；

證明二氧化錳的化學性質不變

．

Answer 1

分析：制取裝置包括加熱和不需加熱兩種：
①如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱；②如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．
①錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．
實驗驗證：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，因此猜想Ⅰ錯誤；
第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，檢驗到有氧氣生成或將導管通入水中看到有氣泡，證明猜想Ⅱ正確；
由探究二的表格信息可知：通過實驗①和②對比可知，化學反應速率與濃度有關；
從實驗③和④對比可知，化學反應速率與溫度的關系是：溫度越高反應的速度越快；
本實驗說明，說明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反應速率；
如果要證明MnO₂是該反應的催化劑，還要補做2個實驗：證明二氧化錳的質量不變；證明二氧化錳的化學性質不變．

解答：解：（1）【探究一】高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，實驗驗證：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，因此猜想Ⅰ錯誤；第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，檢驗到有氧氣生成或將導管通入水中看到有氣泡，證明猜想Ⅱ正確；
故答案為：高錳酸鉀

加熱

錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；①Ⅰ；②檢驗到有氧氣生成（或將導管通入水中看到有氣泡）；
（2）【探究二】由探究二的表格信息可知：通過實驗①和②對比可知，化學反應速率與濃度有關；從實驗③和④對比可知，化學反應速率與溫度的關系是：溫度越高反應的速度越快；本實驗說明，說明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反應速率；如果要證明MnO₂是該反應的催化劑，還要補做2個實驗：證明二氧化錳的質量不變；證明二氧化錳的化學性質不變
故答案為：①濃度；溫度越高反應的速度越快；②能；③證明二氧化錳的質量不變；證明二氧化錳的化學性質不變；

點評：本考點主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了文字表達式的書寫和催化劑等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現在實驗題中．