Question

18．某同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入試管中，將溫度控制在250℃制取O₂．實驗結(jié)束時，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(xué)們進行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂；猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【實驗驗證】同學(xué)們分成兩組，分別進行下列實驗：第一組同學(xué)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(xué)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(xué)選擇的實驗方法是用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，并用帶火星的木條檢驗，木條復(fù)燃．
【拓展延伸】實驗發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應(yīng)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(yīng)中不能（填能或不能）作催化劑，為什么？高錳酸鉀的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后發(fā)生了改變．
【實驗反思】結(jié)合課本可知，加快KClO₃分解加快是因為KMnO₄分解產(chǎn)生了MnO₂（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 根據(jù)二氧化錳的質(zhì)量不變，得出結(jié)論；
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檢驗，觀察現(xiàn)象；
根據(jù)高錳酸鉀及氯酸鉀反應(yīng)的特點及催化劑進行分析．

解答 解：
【實驗驗證】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，說明不是二氧化錳產(chǎn)生的氧氣，所以猜想Ⅰ和 III錯誤；
驗證氧氣的產(chǎn)生，可以用帶火星的木條檢驗生成的氣體，看是否復(fù)燃；故填：Ⅰ、Ⅲ，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，并用帶火星的木條檢驗，木條復(fù)燃；
【拓展延伸】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．KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中不是作催化劑，原因是加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產(chǎn)生氧氣，同時產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用；故填：不能；高錳酸鉀的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后發(fā)生了改變；
【實驗反思】加了高錳酸鉀之后，產(chǎn)生氧氣速度加快是因為高錳酸鉀分解也會產(chǎn)生氧氣，同時產(chǎn)生的二氧化錳對氯酸鉀的分解起催化作用，故填：MnO₂．

點評 以高錳酸鉀制取氧氣進行相關(guān)問題的探究，對于探究實驗的設(shè)計，一定要有明顯的現(xiàn)象差別才可以，所以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(guān)鍵．