Question

【題目】某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀與二氧化錳的固體混合物，加熱制取氧氣時，發(fā)現(xiàn)制得的氣體有刺激性氣味，于是在老師的指導(dǎo)下對該氣體成分進(jìn)行探究。

（提出問題）氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產(chǎn)生的氣體是什么？

（查閱資料）

①氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產(chǎn)生的氣體只以單質(zhì)形式存在；

②氯氣Cl是黃綠色、有刺激性氣味的氣體，能溶于水并能與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸（HClO），能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣�鉀試紙變藍(lán)。

（猜想與假設(shè)）

猜想一：該氣體為O2；猜想二：該氣體為Cl2；猜想三：該氣體為______。

（實(shí)驗(yàn)探究）

序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	用排水法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復(fù)燃，B中淀粉碘化鉀試紙______。	猜想一成立
②	用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條復(fù)燃，D中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)	猜想____成立

（反思與評價）有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)①的結(jié)論不正確，原因是用排水法收集氣體時，氯氣會溶于水并與水發(fā)生反應(yīng)，氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（拓展應(yīng)用）

（1）二氧化錳不僅能做催化劑，還可以做反應(yīng)物，實(shí)驗(yàn)室常用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl（濃）MnCl2+2H2O+Cl2↑，MnO2中錳元素的化合價為______。

（2）該反應(yīng)進(jìn)行一小段時間后就不再產(chǎn)生氣泡，此時反應(yīng)物還大量存在，興趣小組同學(xué)猜想是鹽酸濃度變小了，造成反應(yīng)停止，請設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案證明該猜想是否正確______。

（注意：若答對以下小題獎勵4分，化學(xué)試卷總分不超過60分。）

（3）將（1）中反應(yīng)后的物質(zhì)過濾，向?yàn)V液中滴加5%的過氧化氫溶液，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量氣泡，一段時間后用帶火星的木條檢驗(yàn)?zāi)緱l復(fù)燃。濾液中的什么物質(zhì)催化了過氧化氫分解，提出猜想并設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證（不寫出現(xiàn)象及結(jié)論）。

猜想一：______；猜想二：______；

設(shè)計實(shí)驗(yàn)：______。

Answer 1

【答案】O和Cl 不變色 三 Cl2+H2O=HCl+HClO +4 向反應(yīng)后的剩余物中加入濃鹽酸并加熱，觀察是否有氣泡產(chǎn)生 鹽酸 MnCl 分別取5ml5%的過氧化氫溶液與兩支試管中，并分別加入五滴鹽酸和五滴MnCl溶液，觀察，用帶火星木條檢驗(yàn)

【解析】

猜想與假設(shè)：

由質(zhì)量守恒定律可知，猜想一：該氣體為O2；猜想二：該氣體為Cl2；猜想三：該氣體為O和Cl。

實(shí)驗(yàn)探究：

用排水法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中，A中帶火星木條復(fù)燃，說明氣體是氧氣，B中淀粉碘化鉀試紙不變藍(lán)；

用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中，C中帶火星木條復(fù)燃，D中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，說明氣體中含有氧氣、氯氣，實(shí)驗(yàn)過程如下所示：

反思與評價：

氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸和鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cl2+H2O=HCl+HClO。

拓展應(yīng)用：

（1）MnO2中氧元素化合價是-2，根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為零可知，錳元素的化合價為+4。

（2）實(shí)驗(yàn)方案：向反應(yīng)后的剩余物中加入濃鹽酸并加熱，如果產(chǎn)生大量氣泡，說明猜想正確，如果不產(chǎn)生氣泡，說明猜想不正確。

（3）猜想一：鹽酸；猜想二：MnCl；

可以通過檢驗(yàn)氧氣的產(chǎn)生來檢驗(yàn)兩者是否是該反應(yīng)的催化劑。設(shè)計實(shí)驗(yàn)：分別取5mL5%的過氧化氫溶液于兩支試管中，并分別加入五滴鹽酸和五滴MnCl溶液，用帶火星木條檢驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。