Question

小明同學打算自己探究一下MnO2在分解過氧化氫時所起的作用，但手邊沒有現成的MnO2藥品，只有高錳酸鉀，30%過氧化氫溶液、木條、水、火柴，其他儀器可任選.

（1）若要先得到MnO2粉末，反應原理是（用化學式表示化學反應） ，裝置為 （用圖示）.

（2）已知實驗（1）中試管中剩下兩種物質，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 ，② .

（3）小明認為若要探究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，觀察木條是否復燃.

你認為小明設計的第2組實驗過程應為： .

（4）小明得到的是③中有O2放出，但他認為③中有O2放出是因為MnO2與H2O2發生了反應，你如何幫他設計實驗來說明MnO2沒有和H2O2起反應，而只是起了催化作用？

Answer 1

(1)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑； ；

(2)①溶解；②過濾；

(3) 在第二支試管中加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃；

(4) 將第三組中的二氧化錳洗凈、干燥、稱其質量，然后將其加入另一支試管中，向其加入過氧化氫溶液后，仍然有氧氣產生，過濾得到二氧化錳，干燥、稱其質量，發現其質量不變，重復上述實驗，得到相同的結果.

【解析】

試題分析：(1)高錳酸鉀分解的化學方程式為2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑；其反應裝置應用固固加熱制氣裝置，裝置圖為；

(2)因為二氧化錳難溶于水，而錳酸鉀溶于水，所以可以將混合物溶解后，再過濾從而得到難溶的二氧化錳；

(3)為了排除氧氣是由二氧化錳單獨產生的可能，所以設計的第2組實驗是在第二支試管中加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃；

(4)二氧化錳只起催化作用時，它的化學性質和質量在化學反應前后不會發生變化，所以只要我們驗證其化學性質和質量在反應前后不變即可.所以將第三組中的二氧化錳洗凈、干燥、稱其質量，然后將其加入另一支試管中，向其加入過氧化氫溶液后，仍然有氧氣產生，過濾得到二氧化錳，干燥、稱其質量，發現其質量不變，重復上述實驗，得到相同的結果，由此得出二氧化錳只起了催化作用.

考點：氧氣的制取原理及裝置；過濾操作的步驟；催化劑的特點；實驗方案的設計與評價.