Question

某興趣小組根據實驗室提供的儀器和藥品進行了氧氣的制備實驗．
（1）甲同學選用如圖所示的裝置制取氧氣．
寫出儀器B的名稱：

 

．
②甲同學應選取的試劑是Mn0₂和

 

（填化學式），
Mn0₂固體在該反應中起

 

作用．
③除用排水法外，甲同學還可選擇

 

法收集氧氣．
④實驗前，甲同學先向儀器A中加入水，然后將導管放人水槽中，并打開儀器A的活塞，觀察導管口是否有連續的氣泡出現．該實驗操作的目的是

 

．
（2）乙同學稱取一定質量KMn0₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，該反
應的化學方程式為

 

．實驗結束時，乙同學發現收集到的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l：反應生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反應生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是

 

．
【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Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質量不變．則猜想

 

錯誤．
②第二組同學取K₂Mn0₄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

 

．
【拓展延伸】實驗發現，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經分析可能是生成物K₂O對其分
解產生影響．請設計實驗方案驗證：

 

．
【實驗反思】通過以上實驗探究，你對“問題的發現與解決”有何認識？

 

．

Answer 1

分析：（1）熟悉常見儀器，了解名稱；②根據反應裝置和所提供藥品，確定另一種藥品；根據二氧化錳在反應中的表現了解作用；③根據氧氣的密度和溶水性考慮收集方法；④實驗前要檢驗裝置的氣密性；
（2）根據反應物、反應條件、生成物寫出化學反應式；
【提出猜想】有氧氣生成就要有氧元素存在；
【實驗驗證】要驗證猜想II，可以用驗證氧氣的方法來確定氧氣的有無，可以用帶火星的木條深入收集的氣體中，觀察現象；
【拓展延伸】使兩者形成對比，取等量的K₂MnO₄，其中一個加入K₂O，另一個不加K₂O，各自收集一瓶氧氣，看所用的時間長短來確定，是否是K₂O的影響；
【實驗反思】總結實驗的分析和解決過程，然后了解到需認真分析，并根據科學的方法去驗證．

解答：解：（1）圖中B是集氣瓶．
故答案為：集氣瓶；
②如圖裝置適合固液不加熱反應，我們可以用過氧化氫溶液和固體二氧化錳反應制取氧氣，其中二氧化錳在反應前后性質和質量都不發生變化，所以二氧化錳起催化作用．
故答案為：H₂O₂、催化；
③因氧氣的密度大于空氣的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集外，還可以用向上排空氣法收集．
故答案為：向上排空氣法；
④這種做法可以使裝置內外形成壓力差，看裝置是否漏氣．
故答案為：檢驗裝置的氣密性；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣的化學反應式是：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
故答案為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物，所以我們可以猜想有氧氣生成．
故答案為：K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物．
【實驗驗證】①根據質量守恒定義和冷卻后測得Mn0₂的質量不變可知，猜想I是錯誤的，故答案為：I；
②我們可以用驗證氧氣有無的方法去判斷是否有氧氣的生成，如用帶火星的木條，深入收集的氣體中，如果木條復燃說明有氧氣生成．
故答案為：檢驗是否有氧氣生成．
【拓展延伸】我們可以用如下實驗驗證：取等量的固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規格的集氣瓶，用排水法收集氣體，收集一瓶氧氣，所用時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系．
故答案為：取等量的固體于兩支試管中，一支試管中加入氧化鉀，一支試管中不加氧化鉀．用同樣火焰的酒精燈加熱，用相同規格的集氣瓶，用排水法收集氣體，收集一瓶氧氣，所用時間作比較，確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系．
【實驗反思】要想發現問題，必須細心認真；要想解決問題，必須認真分析問題的原因所在，并用實驗去驗證，故答案為：必須通過認真分析，用實驗來加以證明．

點評：本題考查制取氧氣的實驗以及相關問題，還有驗證猜想的實驗設計，要同學們具有綜合的化學知識才可做好此題．