Question

11．小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达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度和体积的影响”，他俩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5.0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，实验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）收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是直立型；
（2）等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，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固体被气流带到试管口的较多，因此没有反应的较多，导致产生的氧气较少；
（3）根据2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值．实验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：
【提出假设】
小峰假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解出氧气；
你的假设：反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气．
【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实验步骤：称量一定质量的二氧化锰于试管中，在较高温度下加热一段时间，冷却后称量固体的质量；
实验现象及其实验结论：如果反应前后二氧化锰质量不变，说明小峰假设不正确，如果反应后固体质量减小，说明小峰假设正确．

Answer 1

分析 （1）根据实验数据可知，收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是直立型；
（2）加热高锰酸钾时，高锰酸钾容易随着气流扩散；
（3）合理设计实验，可以验证实验假设说法正确．

解答 解：（1）根据实验数据可知，收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是直立型．
故填：直立型．
（2）等质量的高锰酸钾加热到不再产生其他，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是：斜卧型装置的固体被气流带到试管口的较多，因此没有反应的较多，导致产生的氧气较少．
故填：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，导致产生的氧气较少．
（3）假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解出氧气；
假设：反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气．
反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气
【设计实验】
要验证小峰的假设能否成立，设计简明的实验方案是：实验步骤：称量一定质量的二氧化锰于试管中，在较高温度下加热一段时间，冷却后称量固体的质量；
实验现象及其实验结论：如果反应前后二氧化锰质量不变，说明小峰假设不正确，如果反应后固体质量减小，说明小峰假设正确．
故填：实验步骤：称量一定质量的二氧化锰于试管中，在较高温度下加热一段时间，冷却后称量固体的质量；
实验现象及其实验结论：如果反应前后二氧化锰质量不变，说明小峰假设不正确，如果反应后固体质量减小，说明小峰假设正确．

点评 也可以假设：反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气，这样也是可以的，这是因为含有氧元素的化合物都有可能反应生成氧气．