Question

【題目】某化學興趣小組在實驗室用氯酸鉀與二氧化錳的固體混合物，加熱制取氧氣時，發現制得的氣體有刺激性氣味，于是在老師的指導下對該氣體成分進行探究。

（提出問題）氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產生的氣體是什么？

（查閱資料）

①氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產生的氣體只以單質形式存在；

②氯氣Cl是黃綠色、有刺激性氣味的氣體，能溶于水并能與水反應生成鹽酸和次氯酸（HClO），能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。

（猜想與假設）

猜想一：該氣體為O2；猜想二：該氣體為Cl2；猜想三：該氣體為______。

（實驗探究）

序號	實驗操作	實驗現象
①	用排水法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復燃，B中淀粉碘化鉀試紙______。	猜想一成立
②	用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條復燃，D中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍	猜想____成立

（反思與評價）有同學認為實驗①的結論不正確，原因是用排水法收集氣體時，氯氣會溶于水并與水發生反應，氯氣與水反應的化學方程式為______。

（拓展應用）

（1）二氧化錳不僅能做催化劑，還可以做反應物，實驗室常用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣，該反應的化學方程式為MnO2+4HCl（濃）MnCl2+2H2O+Cl2↑，MnO2中錳元素的化合價為______。

（2）該反應進行一小段時間后就不再產生氣泡，此時反應物還大量存在，興趣小組同學猜想是鹽酸濃度變小了，造成反應停止，請設計實驗方案證明該猜想是否正確______。

（注意：若答對以下小題獎勵4分，化學試卷總分不超過60分。）

（3）將（1）中反應后的物質過濾，向濾液中滴加5%的過氧化氫溶液，發現產生大量氣泡，一段時間后用帶火星的木條檢驗木條復燃。濾液中的什么物質催化了過氧化氫分解，提出猜想并設計實驗方案驗證（不寫出現象及結論）。

猜想一：______；猜想二：______；

設計實驗：______。

Answer 1

【答案】O和Cl 不變色 三 Cl2+H2O=HCl+HClO +4 向反應后的剩余物中加入濃鹽酸并加熱，觀察是否有氣泡產生 鹽酸 MnCl 分別取5ml5%的過氧化氫溶液與兩支試管中，并分別加入五滴鹽酸和五滴MnCl溶液，觀察，用帶火星木條檢驗

【解析】

猜想與假設：

由質量守恒定律可知，猜想一：該氣體為O2；猜想二：該氣體為Cl2；猜想三：該氣體為O和Cl。

實驗探究：

用排水法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中，A中帶火星木條復燃，說明氣體是氧氣，B中淀粉碘化鉀試紙不變藍；

用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中，C中帶火星木條復燃，D中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，說明氣體中含有氧氣、氯氣，實驗過程如下所示：

反思與評價：

氯氣與水反應生成次氯酸和鹽酸，反應的化學方程式為：Cl2+H2O=HCl+HClO。

拓展應用：

（1）MnO2中氧元素化合價是-2，根據化合物中元素化合價代數和為零可知，錳元素的化合價為+4。

（2）實驗方案：向反應后的剩余物中加入濃鹽酸并加熱，如果產生大量氣泡，說明猜想正確，如果不產生氣泡，說明猜想不正確。

（3）猜想一：鹽酸；猜想二：MnCl；

可以通過檢驗氧氣的產生來檢驗兩者是否是該反應的催化劑。設計實驗：分別取5mL5%的過氧化氫溶液于兩支試管中，并分別加入五滴鹽酸和五滴MnCl溶液，用帶火星木條檢驗，觀察現象。