Question

【题目】“元旦”假期，某化学兴趣小组探究“排水法收集氧气时机的选择”，用加热高锰酸钾进行相关实验．
（1）写出加热高锰酸钾反应的化学方程式 ．
（2）用排水法收集氧气时要等到“气泡连续，均匀冒出”才开始收集，原因是 ．
（3）【提出问题】“气泡连续，均匀冒出，此时排出的氧气比较纯净”，事实如此吗？
【设计并实验】采用高锰酸钾加热分解产生氧气，测定不同时刻从试管排出的气体中氧气的浓度．

时段	氧气浓度变化特点	氧气浓度变化范围	加热时间	气泡特征
①	逐渐增大	21.2%﹣……	1﹣11s	不持续、不均匀
			11﹣16s	持续、均匀、快速
②		快速增大	28.8%﹣66.7%	16﹣34s
③		逐渐变暖	66.7%﹣86.3%	34﹣80s
④		趋于稳定	86.3%﹣88.7%	80s﹣135

在加热药品的第①时段后期（11﹣16s），气泡已经连续、均匀且快速冒出，此时排出气体中氧气的浓度最大只有%左右．
（4）“气泡连续，均匀冒出时表示排出的氧气已经比较纯净”的说法是（填“合理”或“不合理”）的．
（5）【查阅资料】对于初中氧气性质实验而言，氧气浓度只需达到一定的数值，即满足实验要求即可．
【实验探究】
①取一个氧气瓶，使瓶内留有占集气瓶40%的水（余下的为空气），用玻璃片盖住，并倒扣于装有水的水槽中．
②用排水法收集氧气，小心地把瓶内的水排完用玻璃片盖住瓶口，取出立正放好．
③带火星木条伸入集气瓶中，带火星木条复燃．
【反思与交流】
通过实验探究，发现使带火星木条复燃的氧气（填“不一定”或“一定”）是纯氧．
（6）集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×%．
（7）理论上，上述实验“使带火星的木条复燃”的氧气体积分数是%（计算结果保留一位小数）该兴趣小组利用不同时机收集的氧气（其中有1瓶预留少量的水）进行试验，发生反应的实验现象如下

	时机1（加热10s）	时机2（加热15s）	时机3（加热35s）
带火星木条	复燃	复燃	复燃
木炭燃烧	木炭变红	燃烧，红光	剧烈燃烧，白光
蜡烛燃烧	燃烧更旺，红光	燃烧更旺，白光	燃烧更旺，白光
铁丝燃烧	铁丝熔成红色小球，有火花产生（红光）	燃烧，火星四溅，有少量黑色固体生成	燃烧，火星四溅，有较多黑色固体生成

（8）实验表明，排水法收集氧气时最适宜的时机是 ， 根据上表中实验现象分析你得出结论的原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）一开始的气泡中含有较多的空气
（3）28.7
（4）不合理
（5）不一定
（6）21
（7）52.6
（8）加热到35s左右,时机3收集的氧气进行的四个实验效果均很理想
【解析】（1）用高锰酸钾制氧气就需要加热；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）当气泡均匀连续的放出时，再收集氧气，因为一开始的气泡中含有较多的空气；
（3）在加热药品的第①时段后期（11﹣16s），气泡已经连续、均匀且快速冒出，此时排出气体中氧气的浓度最大只有28.7%左右；
（4）根据表中数据可以发现：气泡连续，均匀冒出时，排出的氧气不是比较纯净；
（5）通过实验探究，发现使带火星木条复燃的氧气不一定是纯氧；
（6）集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%；
（7）集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%；集气瓶中收集的氧气占容积的体积分数为40%，此时空气还占60%，所以空气中有氧气的量为：60%×21%=12.6%，所以此时瓶内共有氧气的分数为：12.6%+40%=52.6%；
（8）实验表明，排水法收集氧气时最适宜的时机是加热到35s左右，根据上表中实验现象分析得出结论的原因：时机3收集的氧气进行的四个实验效果均很理想．
所以答案是：（1）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；（2）一开始的气泡中含有较多的空气；（3）28.7；（4）不合理；（5）不一定；（6）21（7）52.6（8）加热到35s左右；时机3收集的氧气进行的四个实验效果均很理想．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握注意：a、配平 b、条件 c、箭号．