10.某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验.
该组同学称取一定质量KMnO4放在大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,该反应的化学方程式为:2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+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 I:反应生成的MnO2分解放出O2
猜想Ⅱ:反应生成的K2MnO4分解放出O2;做出上述猜想的理由是K2MnO4和MnO2都是含有氧元素的化合物.你还可以提出猜想Ⅲ:K2MnO4和MnO2都分解放出O2
【实验验证】同学们分成两组,分别进行下列实验:
①第一组同学取一定质量的MnO2,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变,则猜想I错误;②第二组同学在没有用测定质量的方法去验证猜想Ⅱ.请简要叙述其操作一定质量的K2MnO4于试管中,在250℃条件下加热一段时间,用带火星的木条,置于试管口.若观察到木条复燃,则猜想Ⅱ成立,否则假设2不成立.
【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.其验证方案是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,一支试管中不加氧化钾、用同样火焰的酒精灯加热,比较其分解生成氧气的快慢,确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系.比较其生成氧气的快慢有两种测定方法:
方法一是在相同时间内测量氧气体积的大小.若用如图所示装置测量,则接口c应与a(填“a”或“b”相连).
方法二是测定产生相同体积氧气时所需的时间.
【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.
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