Question

17．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，其它儀器可任選．
（1）若要先得到MnO₂粉末，反應原理是（用化學式表示化學反應）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（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溶解，②過濾．
（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：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，看木條是否復燃．
（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

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

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，首先設計只有雙氧水時，是否能迅速放出氧氣．再設計只有二氧化錳時，能否放出氧氣，所以，小明設計的第2組實驗過程應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，看木條是否復燃；
（4）根據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性質和質量；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，有氣泡產生，重復多次都有同種現象，說明二氧化錳化學性質未變；實驗前稱量二氧化錳的質量，實驗后把二氧化錳洗凈、干燥、再稱量，質量未變．

點評 在探究物質的反應速率時，一般都是通過對比試驗進行驗證，值得注意的是確定某物質為催化劑時必須驗證該物質的化學性質和質量是否改變，然后再確認．