Question

5．小明和同學(xué)用H₂O₂溶液制取氧氣時(shí)，錯(cuò)將KMnO₄固體當(dāng)成二氧化錳放入了H₂O₂溶液中，結(jié)果也發(fā)現(xiàn)溶液中迅速產(chǎn)生氣泡．小明想：放出的氣體是氧氣嗎？高錳酸鉀是H₂O₂分解的催化劑嗎？
（1）實(shí)驗(yàn)室常用H₂O₂分解來(lái)制取氧氣，其化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）他們先進(jìn)行如圖1實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)KMnO₄固體剛放入H₂O₂溶液時(shí)溶液呈紫紅色但迅速褪去，同時(shí)產(chǎn)生大量氣泡，試管中出現(xiàn)大量白霧，待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無(wú)色同時(shí)可見(jiàn)黑色固體沉淀．

①他們證明產(chǎn)生的氣體是氧氣的方法是用帶火星的木條伸入試管口，觀察木條能復(fù)燃，則證明是氧氣．
②他們認(rèn)為KMnO₄固體不是催化劑，所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無(wú)色同時(shí)可見(jiàn)黑色固體沉淀．
（3）他們繼續(xù)按如圖2流程實(shí)驗(yàn)：
①X操作時(shí)除了要用到燒杯、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗外，還需要用到的玻璃儀器是玻璃棒．
②如將實(shí)驗(yàn)得到的黑色固體再放到另一支盛有2ml5%的H₂O₂溶液的試管中，同樣可以看到產(chǎn)生氣泡，且黑色固體不變．根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合質(zhì)量守恒定律，他們推知該黑色固體是MnO₂（寫(xiě)化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫和二氧化錳制氧氣，寫(xiě)出反應(yīng)的方程式；
（2）①根據(jù)氧氣的性質(zhì)及驗(yàn)滿的方法分析；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及催化劑的定義；
（3）①根據(jù)分離難溶性固體和液體用過(guò)濾的方法結(jié)合過(guò)濾需要的儀器進(jìn)行分析；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合常用的催化劑分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫和二氧化錳制氧氣，同時(shí)生成了水，反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）①由于氧氣具有助燃性，證明產(chǎn)生的氣體是氧氣的方法是：用帶火星的木條伸入試管口，觀察木條能復(fù)燃，則證明是氧氣；
②待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無(wú)色同時(shí)可見(jiàn)黑色固體沉淀，不符合催化劑的定義，因?yàn)楦咤i酸鉀物質(zhì)本身發(fā)生了改變；
（3）①分離難溶性固體和液體用過(guò)濾，過(guò)濾需要的儀器有燒杯、鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、漏斗、玻璃棒；
②黑色固體再放到另一支盛有2mL 5%的H₂O₂溶液的試管中，同樣可以看到產(chǎn)生氣泡，且黑色固體不變，因此該固體是二氧化錳，做為催化劑，化學(xué)式是：MnO₂；
故答為：（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2₂O+O₂↑； （2）①用帶火星的木條伸入試管口，觀察木條能復(fù)燃，則證明是氧氣；②待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無(wú)色同時(shí)可見(jiàn)黑色固體沉淀；（3）①玻璃棒；②MnO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)催化劑的探究，明確催化劑在反應(yīng)中的作用，催化劑只能改變反應(yīng)物的速度，不能改變生成物的量，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析得出結(jié)論．