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)寫出高錳酸鉀受熱分解的化學方程式 ____________________；

(2)收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是 ____________________；

(3)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 ____________________ ；

(4)根據高錳酸鉀分解的化學方程式，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】 2KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2↑ 直立型 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 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) 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】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”。根據所學知識和題中信息知，(1)高錳酸鉀受熱分解的化學方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2↑；(2)收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是直立型；(3)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。(4) 探究斜臥型發生裝置收集到的氧氣體積明顯大于理論值的原因。【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：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】驗證小峰的假設能否成立，實驗方案是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)。

點睛∶這是一道實驗探究題，高錳酸鉀加熱制取氧氣，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少。