某同学误将少量 KMnO 4 当成 MnO 2 加入 KClO 3 中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是( )
A . c 代表氧气 B . t 1 时刻, KMnO 4 开始分解
C . t 3 时刻,剩余固体产物有四种 D . t 3 时刻, KMnO 4 反应结束
B
【分析】
高锰酸钾受热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,生成的二氧化锰对氯酸钾的分解起催化作用,高锰酸钾先分解,氯酸钾后分解。
【详解】
由图可知: b 的质量比 a 的质量先减少,说明 b 代表的是高锰酸钾的质量, a 代表的是氯酸钾的质量。 t 1 时刻高锰酸钾开始分解,有氧气生成,随着高锰酸钾的分解,二氧化锰的质量不断的增加。 t 2 时刻氯酸钾在二氧化锰催化作用下开始分解生成氯化钾和氧气,氯化钾的质量开始增加,所以 c 代表的是氯化钾的质量。
A 、根据上述分析, t 1 时刻高锰酸钾开始分解,有氧气生成, t 2 时刻氯酸钾开始分解生成氯化钾和氧气,氯化钾的质量逐渐增加, c 代表的是氯化钾的质量,选项 A 不正确;
B 、根据上述分析, t 1 时刻高锰酸钾开始分解,质量减少,选项 B 正确;
C 、 t 3 时刻高锰酸钾和氯酸钾都分解完了,高锰酸钾分解会生成锰酸钾和二氧化锰固体,氯酸钾分解会生成氯化钾固体,故剩余固体有三种,选项 C 错误;
D 、由分析可知, b 代表的是高锰酸钾, a 表示氯酸钾,故 t 3 时刻, KMnO 4 、 KClO 3 都已经反应结束,故选项 D 错误。
故选 B 。
【点睛】
本题考查了高锰酸钾和氯酸钾的分解,要注意它们分解的先后顺序,在分解过程中物质的质量变化规律。正确的把图像的变化规律与化学反应结合起来,是学生需要掌握一项技能。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O22H2O+O2↑ | 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ |
发生装置 | 固液常温型 |
固体加热型 |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集 | |
整体装置图 | ||
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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