Question

小明同學(xué)打算自己探究一下MnO₂在分解過氧化氫時(shí)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)）                 
（2）已知實(shí)驗(yàn)（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                 ，②                 。
（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(shí)驗(yàn)，他設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)：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(jì)的第2組實(shí)驗(yàn)過程為：                                       。
（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?yàn)镸nO₂與H₂O₂發(fā)生了反應(yīng)，你如何幫他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來說明MnO₂沒有和H₂O₂起反應(yīng)，而只是起了催化作用？

Answer 1

（1）KMnO₄→K₂MnO₄+MnO₂+O₂；試管、鐵架、酒精燈。
（2）溶解；過濾；
（3）任第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃。
（4）提示：比較反應(yīng)后的M₂O₂是否仍具有這樣的性質(zhì)。如果反應(yīng)的結(jié)果必然有Mn₂O₂不復(fù)存在，反應(yīng)的殘留物不再具有相同的性質(zhì)。如果仍具有這個(gè)性質(zhì)，則可以說明Mn₂O₂在反應(yīng)中起了催化作用，自己沒有變化。

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．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．在驗(yàn)證二氧化錳做催化劑時(shí)，首先設(shè)計(jì)只有雙氧水時(shí)，是否能迅速放出氧氣．再設(shè)計(jì)只有二氧化錳時(shí)，能否放出氧氣．
故答案為：（1）KMnO4→K₂MnO₄+MnO₂+O₂；試管、鐵架、酒精燈．
（2）溶解；過濾．
（3）在第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃．
（4）將反應(yīng)后所得固體過濾，洗滌，然后再將所得的固體加入盛雙氧水的試管中，然后在試管口處，放一帶火星的木條，觀察木條復(fù)燃，說明二氧化錳沒有跟雙氧水發(fā)生反應(yīng)，只是改變反應(yīng)速率．