Question

19．請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置圖，回答問(wèn)題．

（1）實(shí)驗(yàn)室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，發(fā)生裝置為B（填字母序號(hào)）．若反應(yīng)過(guò)于劇烈，從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，可以采取的措施有緩慢滴加過(guò)氧化氫溶液（寫(xiě)一種即可）．
（2）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣，為進(jìn)一步研究高錳酸鉀的分解產(chǎn)物，某興趣小組查閱資料，并取一定質(zhì)量的高錳酸鉀加熱使之完全分解，進(jìn)行下表所示的實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】：

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	取反應(yīng)后固體剩余物0.2g加 入5mL6%的H2O2溶液	劇烈反應(yīng)，放熱，產(chǎn) 生大量氣泡	生成物中的MnO2 催化分解H2O2
2	取0.2g Mn O2加入5mL6% （填H2O2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分 數(shù)）的H2O2溶液	平穩(wěn)反應(yīng)，放熱，持 續(xù)產(chǎn)生氣泡	MnO2催化分解 H2O2
3	取反應(yīng)后固體剩余物1.0g，加 入足量水，充分溶解，過(guò)濾	固體完全溶解，濾紙 上無(wú)黑色固體殘余物	固體剩余物中無(wú) 二氧化錳

【實(shí)驗(yàn)分析】：
①完善上表中的填空內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)26%，實(shí)驗(yàn)3二氧化錳．
②實(shí)驗(yàn)2的目的是和實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行對(duì)比，確定MnO₂是否為起催化作用．
③經(jīng)討論，實(shí)驗(yàn)1的結(jié)論不正確，理由是可能是分解后產(chǎn)物中其他物質(zhì)起催化作用．
【資料】：在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄受熱分解時(shí)，會(huì)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)：
a.6KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂MnO₄+K2Mn₄O₈+4O₂↑
b．KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KMnO₂+O₂↑
④取8.0g KMnO₄加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量可能為C（填字母序號(hào)）；
A.0.81g         B.1.08g         C.1.42g         D.1.62g
⑤資料顯示，KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄的質(zhì)量比）為18.0%．結(jié)合資料分析，在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄分解反應(yīng)主要以b（填“a”或“b”）為主．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂溶液和MnO₂生成氧氣和水，該反應(yīng)不需加熱，屬于固液常溫型；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可知，是要檢驗(yàn)高錳酸鉀分解的產(chǎn)物中是否有MnO₂、是否催化分解H₂O₂，實(shí)驗(yàn)2是與實(shí)驗(yàn)1對(duì)比，確定MnO₂是否起催化作用，實(shí)驗(yàn)3是分析反應(yīng)產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實(shí)驗(yàn)1不嚴(yán)密，也可能是分解后的其他物質(zhì)起催化作用；
據(jù)所給信息：KMnO₄受熱分解時(shí)，會(huì)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)，可據(jù)方程式分別計(jì)算出若發(fā)生單一反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量，因?yàn)閮蓚�(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，所以生成氧氣的質(zhì)量應(yīng)在二者之間；
據(jù)KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質(zhì)量比）為18.0%，結(jié)合以上方程式計(jì)算失重率，推測(cè)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)．

解答 解：（1）如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，過(guò)氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；若反應(yīng)過(guò)于劇烈，從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，可以采取的措施有：緩慢滴加過(guò)氧化氫溶液或減小過(guò)氧化氫溶液的濃度等；故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；B；緩慢滴加過(guò)氧化氫溶液；
（2）①實(shí)驗(yàn)2是與實(shí)驗(yàn)1對(duì)比，確定MnO₂是否起催化作用，則所取H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)相同，實(shí)驗(yàn)3取反應(yīng)后固體剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，過(guò)濾后固體完全溶解，說(shuō)明不含MnO₂，因?yàn)镸nO₂不溶于水；
②實(shí)驗(yàn)2是與實(shí)驗(yàn)1作對(duì)比，確定MnO₂是否起催化作用；
③由實(shí)驗(yàn)3可知反應(yīng)產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實(shí)驗(yàn)1不嚴(yán)密，也可能是分解后的其他物質(zhì)起催化作用；
④若發(fā)生的是a反應(yīng)，設(shè)8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量為x，則
6KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                                            4×32                   
8.0g                                                   x
$\frac{6×158}{4×32}$=$\frac{8.0g}{x}$，x=1.08g，
若發(fā)生的是b反應(yīng)，設(shè)8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量為y，則
 KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KMnO₂+O₂↑
  158                         32
  8.0g                         y
$\frac{158}{32}$=$\frac{8.0g}{y}$，y=1.62g，
因?yàn)镵MnO₄受熱分解，會(huì)發(fā)生以上兩個(gè)反應(yīng)，所以生成氧氣的質(zhì)量介于1.08g和1.62g之間，故C選項(xiàng)正確；
⑤由題意可知：KMnO₄在43.9℃～377.9℃范圍中的失重率（O₂與KMnO₄質(zhì)量比）為18.0%，據(jù)方程式可知：在a反應(yīng)中失重率為：$\frac{4×32}{6×158}$≈0.135，b反應(yīng)中失重率為：$\frac{32}{158}$≈0.201，可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的失重率為18.0%，與b的失重率較為接近，故在43.9℃～377.9℃范圍中，KMnO₄分解反應(yīng)主要以b為主；
故答案為：①6%；二氧化錳；②和實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行對(duì)比，確定MnO₂是否為起催化作用；③可能是分解后產(chǎn)物中其他物質(zhì)起催化作用；④C；⑤b．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生依據(jù)題意分析解決問(wèn)題的能力，思維含量較大，掌握相關(guān)知識(shí)并能依據(jù)題目信息靈活分析解答問(wèn)題，才能得出正確答案．