Question

【題目】“元旦”假期，某化學興趣小組探究“排水法收集氧氣時機的選擇”，用加熱高錳酸鉀進行相關實驗．
（1）寫出加熱高錳酸鉀反應的化學方程式 ．
（2）用排水法收集氧氣時要等到“氣泡連續，均勻冒出”才開始收集，原因是 ．
（3）【提出問題】“氣泡連續，均勻冒出，此時排出的氧氣比較純凈”，事實如此嗎？
【設計并實驗】采用高錳酸鉀加熱分解產生氧氣，測定不同時刻從試管排出的氣體中氧氣的濃度．

時段	氧氣濃度變化特點	氧氣濃度變化范圍	加熱時間	氣泡特征
①	逐漸增大	21.2%﹣……	1﹣11s	不持續、不均勻
			11﹣16s	持續、均勻、快速
②		快速增大	28.8%﹣66.7%	16﹣34s
③		逐漸變暖	66.7%﹣86.3%	34﹣80s
④		趨于穩定	86.3%﹣88.7%	80s﹣135

在加熱藥品的第①時段后期（11﹣16s），氣泡已經連續、均勻且快速冒出，此時排出氣體中氧氣的濃度最大只有%左右．
（4）“氣泡連續，均勻冒出時表示排出的氧氣已經比較純凈”的說法是（填“合理”或“不合理”）的．
（5）【查閱資料】對于初中氧氣性質實驗而言，氧氣濃度只需達到一定的數值，即滿足實驗要求即可．
【實驗探究】
①取一個氧氣瓶，使瓶內留有占集氣瓶40%的水（余下的為空氣），用玻璃片蓋住，并倒扣于裝有水的水槽中．
②用排水法收集氧氣，小心地把瓶內的水排完用玻璃片蓋住瓶口，取出立正放好．
③帶火星木條伸入集氣瓶中，帶火星木條復燃．
【反思與交流】
通過實驗探究，發現使帶火星木條復燃的氧氣（填“不一定”或“一定”）是純氧．
（6）集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×%．
（7）理論上，上述實驗“使帶火星的木條復燃”的氧氣體積分數是%（計算結果保留一位小數）該興趣小組利用不同時機收集的氧氣（其中有1瓶預留少量的水）進行試驗，發生反應的實驗現象如下

	時機1（加熱10s）	時機2（加熱15s）	時機3（加熱35s）
帶火星木條	復燃	復燃	復燃
木炭燃燒	木炭變紅	燃燒，紅光	劇烈燃燒，白光
蠟燭燃燒	燃燒更旺，紅光	燃燒更旺，白光	燃燒更旺，白光
鐵絲燃燒	鐵絲熔成紅色小球，有火花產生（紅光）	燃燒，火星四濺，有少量黑色固體生成	燃燒，火星四濺，有較多黑色固體生成

（8）實驗表明，排水法收集氧氣時最適宜的時機是 ， 根據上表中實驗現象分析你得出結論的原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）一開始的氣泡中含有較多的空氣
（3）28.7
（4）不合理
（5）不一定
（6）21
（7）52.6
（8）加熱到35s左右,時機3收集的氧氣進行的四個實驗效果均很理想
【解析】（1）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，反應的化學方程式為：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）當氣泡均勻連續的放出時，再收集氧氣，因為一開始的氣泡中含有較多的空氣；
（3）在加熱藥品的第①時段后期（11﹣16s），氣泡已經連續、均勻且快速冒出，此時排出氣體中氧氣的濃度最大只有28.7%左右；
（4）根據表中數據可以發現：氣泡連續，均勻冒出時，排出的氧氣不是比較純凈；
（5）通過實驗探究，發現使帶火星木條復燃的氧氣不一定是純氧；
（6）集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×21%；
（7）集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×21%；集氣瓶中收集的氧氣占容積的體積分數為40%，此時空氣還占60%，所以空氣中有氧氣的量為：60%×21%=12.6%，所以此時瓶內共有氧氣的分數為：12.6%+40%=52.6%；
（8）實驗表明，排水法收集氧氣時最適宜的時機是加熱到35s左右，根據上表中實驗現象分析得出結論的原因：時機3收集的氧氣進行的四個實驗效果均很理想．
所以答案是：（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；（2）一開始的氣泡中含有較多的空氣；（3）28.7；（4）不合理；（5）不一定；（6）21（7）52.6（8）加熱到35s左右；時機3收集的氧氣進行的四個實驗效果均很理想．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號．