Question

11．小峰和小剛閱讀試劑標簽后發(fā)現(xiàn)，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(shè)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(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的固體被氣流帶到試管口的較多，因此沒有反應(yīng)的較多，導致產(chǎn)生的氧氣較少；
（3）根據(jù)2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$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(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出氧氣；
你的假設(shè)：反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解出氧氣．
【設(shè)計實驗】要驗證小峰的假設(shè)能否成立，請設(shè)計簡明的實驗方案實驗步驟：稱量一定質(zhì)量的二氧化錳于試管中，在較高溫度下加熱一段時間，冷卻后稱量固體的質(zhì)量；
實驗現(xiàn)象及其實驗結(jié)論：如果反應(yīng)前后二氧化錳質(zhì)量不變，說明小峰假設(shè)不正確，如果反應(yīng)后固體質(zhì)量減小，說明小峰假設(shè)正確．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是直立型；
（2）加熱高錳酸鉀時，高錳酸鉀容易隨著氣流擴散；
（3）合理設(shè)計實驗，可以驗證實驗假設(shè)說法正確．

解答 解：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，收集2瓶氧氣，所需時間較短的裝置類型是直立型．
故填：直立型．
（2）等質(zhì)量的高錳酸鉀加熱到不再產(chǎn)生其他，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少的原因是：斜臥型裝置的固體被氣流帶到試管口的較多，因此沒有反應(yīng)的較多，導致產(chǎn)生的氧氣較少．
故填：斜臥型裝置的固體被氣流帶到試管口的較多，因此沒有反應(yīng)的較多，導致產(chǎn)生的氧氣較少．
（3）假設(shè)：反應(yīng)生成的二氧化錳在較高溫度下受熱分解出氧氣；
假設(shè)：反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解出氧氣．
反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解出氧氣
【設(shè)計實驗】
要驗證小峰的假設(shè)能否成立，設(shè)計簡明的實驗方案是：實驗步驟：稱量一定質(zhì)量的二氧化錳于試管中，在較高溫度下加熱一段時間，冷卻后稱量固體的質(zhì)量；
實驗現(xiàn)象及其實驗結(jié)論：如果反應(yīng)前后二氧化錳質(zhì)量不變，說明小峰假設(shè)不正確，如果反應(yīng)后固體質(zhì)量減小，說明小峰假設(shè)正確．
故填：實驗步驟：稱量一定質(zhì)量的二氧化錳于試管中，在較高溫度下加熱一段時間，冷卻后稱量固體的質(zhì)量；
實驗現(xiàn)象及其實驗結(jié)論：如果反應(yīng)前后二氧化錳質(zhì)量不變，說明小峰假設(shè)不正確，如果反應(yīng)后固體質(zhì)量減小，說明小峰假設(shè)正確．

點評 也可以假設(shè)：反應(yīng)生成的二氧化錳和錳酸鉀在較高溫度下受熱分解出氧氣，這樣也是可以的，這是因為含有氧元素的化合物都有可能反應(yīng)生成氧氣．