Question

小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾品体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计，为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速率和体积的影响”，他俩用硬质试管设计了制取氧气的直立型装置（如图），并与斜卧型装置比较。在气密性良好的装置中分别加入5克高锰酸钾晶体，用同一酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，数据取平均值后记录如下表：

装置类型	直立型	斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒	59	68
收集2瓶氧气所需时间/秒	95	108
收集氧气的总体积/毫升	525	476

（1）斜卧型装置中.试管口放置一团棉花的目的是：______；写出试管中反应的化学方程式________。

（2）收集2瓶氧气所需时间直立型斜卧型______（填“>”或“<”或“=”），除了该方法比较反应速率之外，还可以通过________测量来比较两种装置制取氧气的反应速率。该实验中收集氧气的最佳方法是____。

（3）等质量的高锰酸钾完全反应，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是：____。

（4）根据相关方程式计算，得出5克高锰酸钾生成的氧气质量为理论值.实验中发现两种发生装置收集到的氧气质量明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：

（提出假设）小峰假设：反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气；

你的假设：________。

（设计实验）要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案

步骤	现象	结论
__________	_______	小峰猜想不正确
____	小峰猜想正确

Answer

防止药品进入导管 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ＜ 相同时间产生氧气的体积 排水法 斜卧型装置的固体被气流带到试管口的较多，因此没有反应的较多，产生氧气较少 反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解出氧气 称取一定质量的锰酸钾于试管中，在较高温度下加热一段时间，并向试管中伸入一根带火星的木条。（方法合理即可） 带火星的木条没有复燃 带火星的木条复燃

【解析】

本题是为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速率和体积的影响”，做了直立型装置与斜卧型装置实验对比。

（1）斜卧型装置中.试管口放置一团棉花的目的是防止药品进入导管；试管中反应的化学方程式2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。

（2）收集2瓶氧气直立型所需时间95秒，斜卧型所需时间108秒，收集2瓶氧气直立型所需时间小于斜卧型所需时间，除了该方法比较反应速率之外，还可以通过排水法收集氧气，测量相同时间产生氧气的体积来比较两种装置制取氧气的反应速率。因此，该实验中收集氧气的最佳方法是排水法。

（3）等质量的高锰酸钾完全反应，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是：斜卧型装置的部分高锰酸钾粉末被气流带到试管口，没有发生分解反应，因此产生氧气总量较少。

（4）因为高锰酸钾完全反应生成的固体混和物有两种，分别为锰酸钾和二氧化锰，且这两种化合物含有氧元素，高温可能产生氧气。所以假设反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解出氧气。

（5）小峰的假设是：反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气。因此，要判断小峰假设是否成立，就是检验较高温度下锰酸钾是否产生氧气。设计实验：称取一定质量的锰酸钾于试管中，在较高温度下加热一段时间，并向试管中伸入一根带火星的木条。观察实验现象：如果带火星的木条没有复燃，没有氧气产生，小峰假设不成立，如果带火星的木条复燃，小峰有氧气产生，小峰假设成立。