Question

【題目】小峰和小剛閱讀試劑標(biāo)簽后發(fā)現(xiàn)，市場銷售的高錳酸鉀晶體純度高達(dá)99.5%，含水量可以忽略不計(jì)。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(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行五次，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(shí)間/秒	59	68
收集2瓶氧氣所需時(shí)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(shí)間較短的裝置類型是 ；

（2）等質(zhì)量的高錳酸鉀加熱到不再產(chǎn)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(jù)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(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，斜臥型發(fā)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(jìn)行了探究：

【提出假設(shè)】

小峰假設(shè)：反應(yīng)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(shè)： 。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要驗(yàn)證小峰的假設(shè)能否成立，請?jiān)O(shè)計(jì)簡明的實(shí)驗(yàn)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(tuán)）附近更多，未完全反應(yīng)的更多所以收集到的氧氣較少（3）【提出假設(shè)】反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣（或反應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時(shí)間，若冷卻后測得二氧化錳的質(zhì)量不變，證明小峰的假設(shè)不成立，否則假設(shè)成立（或取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時(shí)間，若不能使帶火星的木條復(fù)燃，證明小峰的假設(shè)不成立，否則假設(shè)成立）

【解析】（1）由標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對比可知，收集2瓶氧氣，所需時(shí)間較短的裝置類型是直立型；

（2）等質(zhì)量的高錳酸鉀加熱到不再產(chǎn)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(tuán)）附近更多，未完全反應(yīng)的更多所以收集到的氧氣較少

（3）【提出假設(shè)】要生成氧氣，則反應(yīng)物中必須含有氧元素。故假設(shè)可以是：反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解放出氧氣（或反應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要檢驗(yàn)二氧化錳是否分解生成氧氣，可以在反應(yīng)一段時(shí)間后用帶火星的木條檢驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃；或者檢驗(yàn)反應(yīng)一段時(shí)間后二氧化錳的質(zhì)量是否發(fā)生變化。故實(shí)驗(yàn)方案為：取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時(shí)間，若冷卻后測得二氧化錳的質(zhì)量不變，證明小峰的假設(shè)不成立，否則假設(shè)成立（或取一定量的二氧化錳于試管中，加熱一段時(shí)間，若不能使帶火星的木條復(fù)燃，證明小峰的假設(shè)不成立，否則假設(shè)成立）。