Question

11．某興趣小組根據(jù)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．
①甲同學應選取的試劑是過氧化氫溶液和二氧化錳（填名稱），它在該反應中起催化作用．
②除用排水法外，甲同學還可選擇向上排空氣法收集氧氣．
③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(xù)的氣泡出現(xiàn)．該實驗操作的目的是檢驗裝置氣密性．
（2）乙同學稱取一定質(zhì)量KMnO₄放在大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取氧氣，該反應的文字表達式為高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣．實驗結(jié)束時，乙同學發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想l：反應生成的二氧化錳分解放出氧氣；
猜想Ⅱ：反應生成的錳酸鉀分解放出氧氣
【實驗驗證】同學們分為兩組，分別進行以下實驗：
第一組同學取一定質(zhì)量的二氧化錳，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得二氧化錳的質(zhì)量不變．則猜想I錯誤．
第二組同學取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學選擇的實驗方法是檢查是否有氧氣生成．
【實驗反思】通過以上實驗探究，你對“問題的發(fā)現(xiàn)與解決”有何認識？必須通過認真分析，用實驗來加以證明．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)反應裝置和所提供藥品，確定另一種藥品；根據(jù)二氧化錳在反應中的表現(xiàn)了解作用；
②根據(jù)氧氣的密度和溶水性考慮收集方法；
③實驗前要檢驗裝置的氣密性；
（2）根據(jù)反應物、反應條件、生成物寫出化學反應式；
【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(xiàn)象；
【實驗反思】總結(jié)實驗的分析和解決過程，然后了解到需認真分析，并根據(jù)科學的方法去驗證．

解答 解：（1）①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(zhì)和質(zhì)量都不發(fā)生變化，所以二氧化錳起催化作用．
故答案為：二氧化錳；催化；
②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；
③這種做法可以使裝置內(nèi)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文字表達式是：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣，故填：高錳酸鉀$\stackrel{加熱}{→}$錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
【實驗驗證】①根據(jù)質(zhì)量守恒定義和冷卻后測得MnO₂的質(zhì)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，伸入收集的氣體中，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．
【實驗反思】要想發(fā)現(xiàn)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(guān)問題，還有驗證猜想的實驗設(shè)計，要同學們具有綜合的化學知識才可做好此題．