Question

某研究性學習小組，從下列裝置中選用部分裝置組裝后在實驗室里制取氧氣，并通過排水量來測定所收集到氧氣的體積．

（1）甲同學用一定質(zhì)量的高錳酸鉀制取氧氣，反應的化學方程式為

 

，整套實驗裝置接口的正確連接順序為a→

 

→

 

→

 

．
（2）實驗結(jié)束，乙同學意外發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣體積大于理論值，為此繼續(xù)進行以下探究：
【提出問題】出現(xiàn)“收集到的氧氣體積大于理論值”的原因是什么？
【作出猜想】猜想Ⅰ：可能是反應生成的二氧化錳分解放出氧氣；
猜想Ⅱ：可能是反應生成的錳酸鉀分解放出氧氣；
猜想Ⅲ：

 

．
請回答他做出猜想Ⅲ的理由是

 

．
【實驗驗證】實驗一：取一定質(zhì)量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，冷卻后測得固體殘留物的質(zhì)量不變．證明猜想

 

錯誤．
實驗二：取一定質(zhì)量的錳酸鉀于試管中，加熱一段時間

 

．綜合實驗一和實驗二，證明猜想Ⅱ正確．
【反思拓展】實驗結(jié)束后，經(jīng)過討論、交流，丙同學用下列儀器和藥品又設(shè)計了一個實驗方案測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．            
①帶瓶塞的1000mL圓底燒瓶   ②電子天平（稱量精確度為0.01g）  ③酒精燈   ④某種較活潑的金屬粉末（實驗過程中需要用到的其他實驗用品已省略，實驗中有關(guān)物質(zhì)的物理量數(shù)據(jù)為已知）
他的實驗步驟是：

 

．再利用實驗數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)就可換算得出空氣中氧氣的體積分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）高錳酸鉀受熱時能夠分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
氧氣不易溶于水，量筒可以測量液體的體積；
（2）【作出猜想】
反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變；
【實驗驗證】
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷猜想是否正確，根據(jù)實驗結(jié)論可以判斷實驗現(xiàn)象；
【反思拓展】
已知質(zhì)量的足量金屬在一定體積的密閉容器中灼燒至完全反應后，根據(jù)反應后的固體質(zhì)量和足量金屬的質(zhì)量可以計算一定體積的密閉容器中氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)氧氣的密度可以計算氧氣的體積，進一步可以計算空氣中氧氣的體積分數(shù)．

解答：解：（1）高錳酸鉀受熱分解的化學方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
生成的氧氣從a導出后，應該進入f導管，把水從e導管排出，通過g導管進入量筒中，量筒中承接的水的體積，即為收集的氧氣的體積，整套實驗裝置接口的正確連接順序為：
a→f→e→g．
故填：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；f；e；g．
（2）【作出猜想】
猜想Ⅲ：可能是錳酸鉀和二氧化錳都能夠分解放出氧氣，因為錳酸鉀和二氧化錳都含有氧元素．
故填：可能是錳酸鉀和二氧化錳都能夠分解放出氧氣；錳酸鉀和二氧化錳都含有氧元素．
【實驗驗證】
取一定質(zhì)量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，冷卻后測得固體殘留物的質(zhì)量不變，說明二氧化錳不能分解放出氧氣．
故填：Ⅰ．
如果猜想Ⅱ正確，取一定質(zhì)量的錳酸鉀于試管中，加熱一段時間，冷卻后測得固體殘留物的質(zhì)量減�。�
故填：冷卻后測得固體殘留物的質(zhì)量減小．
【反思拓展】
實驗步驟是：先用電子天平稱出稍過量的金屬粉末的質(zhì)量；再把金屬粉末放在帶瓶塞的1000mL的圓底燒瓶中灼燒，至氧氣完全反應；再稱量反應后圓底燒杯中固體物質(zhì)的質(zhì)量，反應后圓底燒杯中固體物質(zhì)的質(zhì)量和稍過量的金屬粉末的質(zhì)量之差，即為1000mL的圓底燒瓶中氧氣的質(zhì)量，再根據(jù)氧氣的密度可以計算出氧氣的體積，進一步可以計算空氣中氧氣的體積分數(shù)．
故填：先用電子天平稱出稍過量的金屬粉末的質(zhì)量；再把金屬粉末放在帶瓶塞的1000mL的圓底燒瓶中灼燒，至氧氣完全反應；再稱量反應后圓底燒杯中固體物質(zhì)的質(zhì)量．

點評：本題綜合考查了學生的基本實驗能力，涉及化學方程式的書寫、裝置選擇、實驗基本操作等知識，只有綜合理解化學知識才能夠正確的解答．