Question

【題目】實驗室通常利用如圖裝置制取氧氣。

寫出KClO3在MnO2作用下制取氧氣的化學方程式______；

某化學興趣小組在實驗過程中發現有以下“異常”現象：

a．利用排空法收集氧氣有異味；

b．顆粒狀MnO2變得更細。

對此進行了以下探究：

探究(I)利用排空法收集的氧氣有異味

查閱資料：KClO3在MnO2作用下分解生成氧氣，經歷了以下三個過程

①2KClO3+2MnO22______+Cl2↑+O2↑

②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

③Cl2+K2MnO42KCl+MnO2+O2↑；

(1)寫出橫線物質的名稱______，其中Mn元素的化合價為______；

(2)猜測“利用排空法收集氧氣有異味”的物質是______。

探究(Ⅱ)顆粒狀MnO2變得更細

學習小組通過討論猜測：是因為MnO2也參加了化學反應。小組同學共同設計實驗并驗證MnO2在該反應中作催化劑。

	實驗操作	實驗現象	解釋
實驗一	將KClO3加熱至融化，伸入帶火星的木條。	木條一段時間后復燃	KClO3受熱要分解產生氧氣；
實驗二	加熱MnO2，伸入帶火星的木條	______	MnO2受熱不產生氧氣；
實驗三	取適KClO3和2g的 ______	木條迅速復燃	MnO2 ______ (填“加快”或“減慢”)KClO3的分解

實驗結論：MnO2是KClO3受熱分解的催化劑。

歸納反思：該小組的實驗結論受到其他小組的質疑，為此該小組又補充以下實驗：

(1)待試管完全冷卻后，向實驗三的試管中加蒸餾水，將混合物全部轉移至燒杯，過濾(MnO2不溶于水，其他物質均能溶于水)，洗滌沉淀，烘干，稱量，目的是驗證______；稱量所得固體質量______；

(2)設計實驗驗證催化劑的另一個特點，實驗方案______。

Answer 1

【答案】2KClO32KCl+3O2↑ KMnO4 高錳酸鉀 +7 氯氣 木條一段時間后不復燃 二氧化錳 加快 反應前后固體質量不變 不變 取(1)中得到的二氧化錳，加入氯酸鉀加熱，仍然可以收集到氧氣

【解析】

氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氯化鉀和氧氣，化學方程式為：2KClO32KCl+3O2↑；

(1)化學反應前后，元素種類不變，原子個數不變，在反應物中有2個鉀原子、2個氯原子、10個氧原子、2個錳原子，生成物中有2個氯原子、2個氧原子，所以空白處是高錳酸鉀，化合價代數和為零，在高錳酸鉀中鉀元素是+1，氧元素是-2，所以錳元素的化合價是+7；

(2)氯氣有刺激性氣味，所以猜測“利用排空法收集氧氣有異味”的物質是氯氣；

催化劑在反應前后的質量和化學性質不變，可以改變反應速率，所以

	實驗操作	實驗現象	解釋
實驗一	將KClO3加熱至融化，伸入帶火星的木條。	木條一段時間后復燃	KClO3受熱要分解產生氧氣；
實驗二	加熱MnO2，伸入帶火星的木條	木條一段時間后不復燃	MnO2受熱不產生氧氣；
實驗三	取適KClO3和2g的二氧化錳	木條迅速復燃	MnO2加快KClO3的分解

歸納反思：(1)待試管完全冷卻后，向實驗三的試管中加蒸餾水，將混合物全部轉移至燒杯，過濾，洗滌沉淀，烘干，稱量，目的是驗證反應前后固體質量不變；稱量所得固體質量不變；

(2)設計實驗驗證催化劑的另一個特點的實驗方案是：取(1)中得到的二氧化錳，加入氯酸鉀加熱，仍然可以收集到氧氣。