Question

8．某興趣小組根據(jù)圖所示實驗裝置進行制備氧氣實驗．
 
（1）裝置D由導管、水槽和集氣瓶組成．
（2）實驗前，甲同學先向儀器中加入水，然后將導管放入D的水槽中，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查裝置的氣密性．
（3）寫出裝置B與C組合制取一種氣體的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；該氣體驗滿的方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，說明氧氣已收集滿．或?qū)⑷贾�的木條放在集氣瓶口，木條火焰熄滅，說明二氧化碳已收集滿（寫出操作、現(xiàn)象與結(jié)論）．
（4）乙同學稱取一定質(zhì)量高錳酸鉀，將溫度控制在250℃加熱制取O₂，選用的發(fā)生和收集裝置是AC或AD（填標號）；反應的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．實驗結(jié)束時，乙同學發(fā)現(xiàn)收集到的O₂大于理論產(chǎn)量，針對這一現(xiàn)象，同學們在老師的指導下進行了如下探究：
【提出猜想】依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出如下猜想：
猜想Ⅰ：反應生成的MnO₂分解放出O₂    猜想Ⅱ：反應生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
【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(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質(zhì)量不變．則猜想Ⅰ錯誤．
②第二組同學取一定質(zhì)量的K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量減輕（填“減輕”或“增重”），得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對其分解產(chǎn)生影響．為驗證此結(jié)論，設計如下實驗方案：①分別取錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入K₂O，一支試管中不加氧化鉀．②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體．③比較所用的時間長短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系．該過程中還必須控制相同的變量是錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度．

Answer 1

分析 水槽是常用的盛水的儀器，集氣瓶是收集氣體的儀器；實驗前，甲同學先向儀器中加入水，然后將導管放入D的水槽中，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：檢查裝置的氣密性；制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了．實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．二氧化碳的驗滿方法是：將一根燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿了．依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出猜想；第一組同學取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質(zhì)量不變；則猜想Ⅰ錯誤；第二組同學取一定質(zhì)量的K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量減輕，得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論；實驗發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對其分解產(chǎn)生影響．為驗證此結(jié)論，設計如下實驗方案：①分別取錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入K₂O，一支試管中不加氧化鉀．②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體．③比較所用的時間長短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系．該過程中還必須控制相同的變量是：錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度．

解答 解：（1）水槽是常用的盛水的儀器，集氣瓶是收集氣體的儀器，故答案為：水槽；集氣瓶；
（2）實驗前，甲同學先向儀器中加入水，然后將導管放入D的水槽中，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：檢查裝置的氣密性；故答案為：檢查裝置的氣密性；
（3）如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．氧氣的驗滿方法是：將帶火星的木條平放在集氣瓶口，木條復燃，證明氧氣滿了．實驗室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集；二氧化碳的驗滿方法是：將一根燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，證明滿了；故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑或CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑等（合理答案均可）；將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，說明氧氣已收集滿．或?qū)⑷贾�的木條放在集氣瓶口，木條火焰熄滅，說明二氧化碳已收集滿．等（合理答案均可）
（4）如果用高錳酸鉀制氧氣就需要加熱，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀和二氧化錳和氧氣，要注意配平；氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；故答案為：AC 或AD；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
【提出猜想】依據(jù)質(zhì)量守恒定律，他們做出猜想；故答案為：質(zhì)量守恒；
【實驗驗證】第一組同學取一定質(zhì)量的Mn0₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得Mn0₂的質(zhì)量不變；則猜想Ⅰ錯誤；第二組同學取一定質(zhì)量的K₂Mn0₄在250℃條件下加熱，固體質(zhì)量減輕，得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論；故答案為：①Ⅰ②減輕；
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，K₂MnO₄受熱只能部分分解，經(jīng)分析可能是生成物K₂O對其分解產(chǎn)生影響．為驗證此結(jié)論，設計如下實驗方案：①分別取錳酸鉀固體于兩支試管中，一支試管中加入K₂O，一支試管中不加氧化鉀．②加熱，用相同規(guī)格的集氣瓶，用排水法分別收集一瓶氣體．③比較所用的時間長短，以確定錳酸鉀的分解是否與氧化鉀有關系．該過程中還必須控制相同的變量是：錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度；故答案為：錳酸鉀固體的質(zhì)量、加熱的溫度；

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫、檢查裝置的氣密性和實驗探究等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．