Question

17．小明同學(xué)打算自己探究一下MnO₂在分解過氧化氫時所起的作用，但手邊沒有現(xiàn)成的MnO₂藥品，只有高錳酸鉀，30%過氧化氫溶液、木條、水、火柴，其它儀器可任選．
（1）若要先得到MnO₂粉末，反應(yīng)原理是（用化學(xué)式表示化學(xué)反應(yīng)）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）已知實驗（1）中試管中剩下兩種物質(zhì)，其中二氧化錳難溶于水，而另一種易溶于水，小明用了一種方法將它們分離開來，步驟為：①溶解，②過濾．
（3）小明認(rèn)為若要探究MnO₂在較低的溫度下對分解H₂O₂有無催化作用，需作對比實驗，他設(shè)計了三組實驗：①在試管中加入5ml 30%的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，看木條是否復(fù)燃．②…；③在第3支試管中加入5ml 30%過氧化氫溶液，并加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃．你認(rèn)為小明設(shè)計的第2組實驗過程應(yīng)為：在第二只試管中加入適量的二氧化錳，把帶火星的小木條伸入試管，看木條是否復(fù)燃．
（4）小明得到的是③中有O₂放出，但他認(rèn)為③中有O₂放出是因為MnO₂與H₂O₂發(fā)生了反應(yīng)，你如何幫他設(shè)計實驗來說明MnO₂沒有和H₂O₂起反應(yīng)，而只是起了催化作用？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)所學(xué)知識可知若得到二氧化錳，可以用高錳酸鉀制��；
（2）根據(jù)高錳酸鉀分解后物質(zhì)的水溶性來分離；
（3）通過對比試驗可以得出結(jié)論，也易于得出結(jié)論，可以比較實驗①③得出實驗②的操作；
（4）可以設(shè)計實驗來檢驗二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒有改變．

解答 解：（1）高錳酸鉀加熱生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣．生成的二氧化錳可做催化劑；故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）利用錳酸鉀和二氧化錳在水中的水溶性不同，可將二氧化錳分離開來；故填：溶解；過濾；
（3）由實驗的過程可知，在驗證二氧化錳做催化劑時，首先設(shè)計只有雙氧水時，是否能迅速放出氧氣．再設(shè)計只有二氧化錳時，能否放出氧氣，所以，小明設(shè)計的第2組實驗過程應(yīng)為在第二只試管中加入適量的二氧化錳，把帶火星的小木條伸入試管，看木條是否復(fù)燃．故填：在第二只試管中加入適量的二氧化錳，把帶火星的小木條伸入試管，看木條是否復(fù)燃；
（4）根據(jù)催化劑的定義可以知道，若確定二氧化錳為催化劑，可以測定二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量；故填：將（2）中所得二氧化錳放入試管中，再向試管中加入過氧化氫溶液，有氣泡產(chǎn)生，重復(fù)多次都有同種現(xiàn)象，說明二氧化錳化學(xué)性質(zhì)未變；實驗前稱量二氧化錳的質(zhì)量，實驗后把二氧化錳洗凈、干燥、再稱量，質(zhì)量未變．

點評 在探究物質(zhì)的反應(yīng)速率時，一般都是通過對比試驗進(jìn)行驗證，值得注意的是確定某物質(zhì)為催化劑時必須驗證該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量是否改變，然后再確認(rèn)．