Question

10．乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想l：反应生成的MnO₂分解放出O₂；猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂，做出上述猜想的理由是它们都是含有氧元素的化合物【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变．则猜想1错误．
②第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是把带火星木条伸入试管中，木条复燃．
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分解产生影响．请设计实验方案验证取等量的锰酸钾固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加入氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集一瓶气体，收集一瓶氧气所用的时间作比较．确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系．
【实验反思】通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？
必须通过认真分析，用实验来加以证明
（2）化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，化学反应速率与微观粒子的概率有关．试从微观角度解释“反应物浓度越大，化学反应速率越快”的原因是：
反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快（3）用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总重量不变（选填“减小”或“不变”或“增大”）．

Answer 1

分析 【提出猜想】根据有氧气生成就要有氧元素存在进行分析；
【实验验证】要验证猜想II，可以用验证氧气的方法来确定氧气的有无，可以用带火星的木条深入收集的气体中，观察现象；
【拓展延伸】使两者形成对比，取等量的K₂MnO₄，其中一个加入K₂O，另一个不加K₂O，各自收集一瓶氧气，看所用的时间长短来确定，是否是K₂O的影响；
【实验反思】总结实验的分析和解决过程，然后了解到需认真分析，并根据科学的方法去验证；
（2）根据化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，化学反应速率与微观粒子的概率有关进行分析；
（3）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气进行分析．

解答 解：【提出猜想】K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物，所以我们可以猜想有氧气生成；
【实验验证】①根据质量守恒定义和冷却后测得Mn0₂的质量不变可知，猜想1是错误的；
②氧气有助燃性，所以该组同学选择的实验方法是：把带火星木条伸入试管中，木条复燃；
【拓展延伸】我们可以用如下实验验证：取等量的固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集气体，收集一瓶氧气，所用时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系．
故答案为：取等量的固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集气体，收集一瓶氧气，所用时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系；
【实验反思】要想发现问题，必须细心认真；要想解决问题，必须认真分析问题的原因所在，并用实验去验证，故答案为：必须通过认真分析，用实验来加以证明；
（2）化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，化学反应速率与微观粒子的概率有关，所以从微观角度解释“反应物浓度越大，化学反应速率越快”的原因是：反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快；
（3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，生成氧气的多少与过氧化氢的质量有关，所以为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总重量不变．
故答案为：猜想Ⅱ：K₂Mn0₄和MnO₂都是含有氧元素的化合物；
【实验验证】①1；
②把带火星木条伸入试管中，木条复燃；
【拓展延伸】取等量的固体于两支试管中，一支试管中加入氧化钾，一支试管中不加氧化钾．用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶，用排水法收集气体，收集一瓶氧气，所用时间作比较，确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系；
【实验反思】必须通过认真分析，用实验来加以证明；
（2）反应物浓度越大，单位体积的反应物中含有的粒子数越多，粒子间碰撞的概率越大，化学反应速率越快；
（3）不变．

点评 本题考查制取氧气的实验以及相关问题，还有验证猜想的实验设计，要同学们具有综合的化学知识才可做好此题．