Question

【題目】小峰和小剛閱讀試劑標簽后發現，市場銷售的高錳酸鉀晶體純度高達99.5%，含水量可以忽略不計。為探究“試管放置方式對高錳酸鉀制取氧氣速度和體積的影響”，他倆設計了制取氧氣的直立型裝置（如圖），并與斜臥型裝置比較，在氣密性良好的裝置中分別加入5.0克高錳酸鉀晶體，用同一酒精燈分別加熱，用同一型號的集氣瓶收集氣體，每組實驗進行五次，實驗數據取平均值后記錄如下表：

裝置類型	直立型	斜臥型
收集1瓶氧氣所需時間/秒	59	68
收集2瓶氧氣所需時間/秒	95	108
收集氧氣的總體積/毫升	525	476

（1）收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是 ；

（2）等質量的高錳酸鉀加熱到不再產生氣體，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少的原因是 ；

（3）根據2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑，算出5.0克高錳酸鉀生成的氧氣體積為理論值。實驗中發現，斜臥型發生裝置收集到的氧氣體積明顯大于理論值，他們對其原因進行了探究：

【提出假設】

小峰假設：反應生成的二氧化錳在較高溫度下受熱分解放出氧氣；

你的假設： 。

【設計實驗】要驗證小峰的假設能否成立，請設計簡明的實驗方案 。

Answer 1

【答案】（1）直立型 （2）斜臥型裝置中的固體被氣流帶到試管口（或棉花團）附近更多，未完全反應的更多所以收集到的氧氣較少（3）【提出假設】反應生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣（或反應生成的二氧化錳和錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣）；【設計實驗】 取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，若冷卻后測得二氧化錳的質量不變，證明小峰的假設不成立，否則假設成立（或取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，若不能使帶火星的木條復燃，證明小峰的假設不成立，否則假設成立）

【解析】（1）由標準數據對比可知，收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是直立型；

（2）等質量的高錳酸鉀加熱到不再產生氣體，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少的原因是：斜臥型裝置中的固體被氣流帶到試管口（或棉花團）附近更多，未完全反應的更多所以收集到的氧氣較少

（3）【提出假設】要生成氧氣，則反應物中必須含有氧元素。故假設可以是：反應生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣（或反應生成的二氧化錳和錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣）；

【設計實驗】要檢驗二氧化錳是否分解生成氧氣，可以在反應一段時間后用帶火星的木條檢驗，看木條是否復燃；或者檢驗反應一段時間后二氧化錳的質量是否發生變化。故實驗方案為：取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，若冷卻后測得二氧化錳的質量不變，證明小峰的假設不成立，否則假設成立（或取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，若不能使帶火星的木條復燃，證明小峰的假設不成立，否則假設成立）。