Question

2．某同學稱取一定質(zhì)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(jié)束時，丙同學發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O₂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 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都分解放出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(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想I、III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用帶火星的木條伸入試管口，木條復燃．
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，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

分析 【提出猜想】根據(jù)高錳酸鉀受熱分解的產(chǎn)物和含有氧元素物質(zhì)進行猜想；
【實驗驗證】根據(jù)二氧化錳、氧氣的性質(zhì)分析回答有關的問題；
【拓展延伸】根據(jù)催化劑的特點分析判斷．

解答 解：【提出猜想】由于高錳酸鉀受熱分解生成了錳酸鉀二氧化錳和氧氣，丙同學發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O₂大于理論產(chǎn)量，可能是反應生成的K₂MnO₄和MnO₂都分解放出O₂，所以猜想Ⅲ是：反應生成的K₂MnO₄和MnO₂都分解放出O₂．
【實驗驗證】由題意可知，取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時間，冷卻后測得MnO₂的質(zhì)量不變，說明了在250℃時MnO₂不分解，則猜想I、III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；由于氧氣能支持燃燒，則該組同學選擇的實驗方法是：用帶火星的木條伸入試管口，木條復燃，說明了K₂MnO₄在250℃條件下能分解生成氧氣．
【拓展延伸】KMnO₄在KClO₃的分解反應中不能作催化劑，原因是：高錳酸鉀在反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)都發(fā)生了變化．
故答為：[提出猜想]反應生成的K₂MnO₄和MnO₂都分解放出O₂；
[實驗驗證]I、III，用帶火星的木條伸入試管口，木條復燃；
[拓展延伸]不能，高錳酸鉀在反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)都發(fā)生了變化．

點評 在錳酸鉀和二氧化錳是否會生成氧氣探究中，就有兩個方案可以參考，質(zhì)量變化法和生成物檢驗法，掌握氯酸鉀和高錳酸鉀的性質(zhì)，理解催化劑的概念是解題的關鍵．