Question

15．某研究性学习小组，从下列装置中选用部分装置组装后在实验室里制取氧气，并通过排水量来测定所收集到氧气的体积．

（1）甲同学用一定质量的高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→f→e→g．
（2）实验结束，乙同学意外发现收集到的氧气体积大于理论值，为此继续进行以下探究：
【提出问题】出现“收集到的氧气体积大于理论值”的原因是什么？
【作出猜想】猜想Ⅰ：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；      
猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；  猜想Ⅲ：可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气．
请回答他做出猜想Ⅲ的理由是锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素．
【实验验证】实验一：取一定质量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，冷却后测得固体残留物的质量不变．证明猜想Ⅰ错误．
实验二：取一定质量的锰酸钾于试管中，加热一段时间冷却后测得锰酸钾的质量减少．
综合实验一和实验二，证明猜想Ⅱ正确．

Answer 1

分析 （1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，据此书写方程式，通过排水量来测定所收集到氧气的体积，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→f→e→g；
（2）因为锰酸钾和二氧化锰中都含有氧元素，所以可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气；冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明猜想Ⅰ错误；取少量锰酸钾于试管中加，热一段时间，证明猜想Ⅱ正确

解答 解：
（1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；通过排水量来测定所收集到氧气的体积，整套实验装置接口的正确连接顺序为a→f→e→g；
（2）【作出猜想】猜想Ⅰ：可能是反应生成的二氧化锰分解放出氧气；      
猜想Ⅱ：可能是反应生成的锰酸钾分解放出氧气；  猜想Ⅲ：可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气；根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，因为锰酸钾和二氧化锰中都含有氧元素，所以可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气；
【实验验证】冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明猜想Ⅰ错误；取少量锰酸钾于试管中加，热一段时间，冷却后测得锰酸钾的质量减少，证明猜想Ⅱ正确；
答案为：
（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；f→e→g；
（2）【作出猜想】可能是锰酸钾和二氧化锰共同放出氧气；锰酸钾和二氧化锰都含有氧元素；
【实验验证】Ⅰ；冷却后测得锰酸钾的质量减少．

点评 本题考查的是气体的收集装置的选择、体积的测量，同时也考查了化学方程式的书写和对质量守恒定律的应用，同学们要具体分析，细心解答．