Question

我們已經學過實驗室制取氣體的一般思路和方法，請利用下列裝置回答相關問題．

（1）寫出圖一中a和b的儀器名稱：a         b       ；
（2）選擇圖一中的裝置制取和收集二氧化碳氣體，那么應選擇的裝置是   和     ；
在實驗室中制取二氧化碳氣體的常用藥品：液體是        ，固體是             。
（3）若要用圖二裝置收集二氧化碳氣體，則氣體應從   （填c或d）端通．理由是                            ．
（4）用制取的二氧化碳進行如下有關性質實驗：

①實驗（II）中溶液變       色；
②實驗（III）中加熱之后，溶液又變為          色，解釋出現此現象的原因                                                                          。
（5）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學反應方程式（或化學式表達式）                        若要用排水法收集一瓶較純凈的氧氣，開始收集氧氣的最佳時機是               。
（6）同學稱取一定質量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂。實驗結束時，乙同學發現用排水法收集到的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I：反應生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想II：反應生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想III：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂。
[實驗驗證]同學們分成兩組，分別進行下列實驗：
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      錯誤；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                       。
[拓展延伸]實驗發現，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快。
請說明KMnO₄在KClO₃的分解反應中是否作催化劑，為什么？                        。

Answer 1

（1）a試管；b錐形瓶；（2）B和D;稀鹽酸，大理石（石灰石）；
（3）d;二氧化碳的密度大于空氣的密度；
（4）①紅；②紫色；碳酸不穩定加熱而分解，溶液不再顯酸性，石蕊又變為紫色；
（5）2KMnO₄^△K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑；導管口氣泡連續，均勻冒出時；
（6）[實驗驗證] Ⅰ；將帶火星的木條放入試管內；[拓展延伸]高錳酸鉀不是催化劑，是因為加入高錳酸鉀后，加熱時高錳酸鉀首先發生分解產生二氧化錳、錳酸鉀和氧氣，產生的二氧化錳能對氯酸鉀分解起到催化作用，所以KClO₃的分解速率大大加快。

解析試題分析：由題中圖可知圖一中（1）a試管；b錐形瓶；（2） 選擇圖一中的裝置制取和收集二氧化碳氣體，因為反應物的狀態為大理石是固體與稀鹽酸是液體的反應，條件為常溫，制得的二氧化碳能溶于水且密度比空氣大，故不能用排水集氣法，只能用向上排空氣法，所以選擇B和D；（3）因為二氧化碳的密度比空氣的大，裝置二相當于向上排空氣法，所以氣體應從d進；（4）因為二氧化碳能溶于水生成碳酸，所以①實驗（II）中溶液變為紅色，在加熱的情況下碳酸分解生成二氧化碳和水，試液中沒有酸性物質，所以②實驗（III）中加熱之后，溶液又變為紫色原因是：碳酸不穩定加熱而分解，溶液不再顯酸性，石蕊又變為紫色；（5） 實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學反應方程式（或化學式表達式）2KMnO₄^△K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑     若要用排水法收集一瓶較純凈的氧氣，開始收集氧氣的最佳時機是：導管口氣泡連續，均勻冒出時；（6）在[實驗驗證]中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，說明MnO₂在加熱的情況下不生成氧氣，所以猜想I錯誤；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，說明生成了氧氣，所以可利用氧氣的助燃性來檢驗，將帶火星的木條放入試管內進行檢驗即可；[拓展延伸]實驗發現，KClO₃固體加熱制取O₂的反應速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快，的原因是：高錳酸鉀不是催化劑，是因為加入高錳酸鉀后，加熱時高錳酸鉀首先發生分解產生二氧化錳、錳酸鉀和氧氣，產生的二氧化錳能對氯酸鉀分解起到催化作用，所以KClO₃的分解速率大大加快。
考點：實驗室制取氣體的一般思路和方法及催化劑的探究