Question

3．小明和同學(xué)用H₂O₂溶液制取氧氣時，錯將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分解來制取氧氣，其化學(xué)方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$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溶液時溶液呈紫紅色但迅速褪去，同時產(chǎn)生大量氣泡，試管中出現(xiàn)大量白霧，待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無色同時可見黑色固體沉淀．
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放到試管口觀察木條能否復(fù)燃．
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，溶液為無色同時可見黑色固體沉淀．
（3）他們繼續(xù)按圖2流程實(shí)驗(yàn)：

①X操作時除了要用到燒杯、鐵架臺（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（寫化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫和二氧化錳制氧氣，寫出反應(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濾的方法結(jié)合過濾需要的儀器進(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)室用過氧化氫和二氧化錳制氧氣，反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）①驗(yàn)滿氧氣的方法為：用帶火星的木條放到試管口觀察木條能否復(fù)燃；
②待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無色同時可見黑色固體沉淀，不符合催化劑的定義，因?yàn)楦咤i酸鉀物質(zhì)本身發(fā)生了改變；
（3）①分離難溶性固體和液體用過濾，過濾需要的儀器有燒杯、鐵架臺（帶鐵圈）、漏斗、玻璃棒；
②黑色固體再放到另一支盛有2mL 5%的H₂O₂溶液的試管中，同樣可以看到產(chǎn)生氣泡，且黑色固體不變，因此該固體是二氧化錳，做為催化劑；
答案：
（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；     
（2）①用帶火星的木條放到試管口觀察木條能否復(fù)燃；
②待反應(yīng)結(jié)束后，溶液為無色同時可見黑色固體沉淀；
（3）①玻璃棒； ②MnO₂

點(diǎn)評 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．