Question

小明同学打算自己探究一下MnO₂在分解过氧化氢时所起的作用，但手边没有现成的MnO₂药品，只有高锰酸钾，30%过氧化氢溶液、木条、水、火柴，其它仪器可任选．
（1）若要先得到MnO₂粉末，反应原理是（用化学式表示化学反应）________，装置为________（用图示）
（2）已知实验（1）中试管中剩下两种物质，其中二氧化锰难溶于水，而另一种易溶于水，小明用了一种方法将它们分离开来，步骤为：①________，②________．
（3）小明认为若要探究MnO₂在较低的温度下对分解H₂O₂有无催化作用，需作对比实验，他设计了三组实验：
①在试管中加入5ml 30%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，看木条是否复燃．
②…；
③在第3支试管中加入5ml 30%过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃．
你认为小明设计的第2组实验过程应为：________．
（4）小明得到的是③中有O₂放出，但他认为③中有O₂放出是因为MnO₂与H₂O₂发生了反应，你如何帮他设计实验来说明MnO₂没有和H₂O₂起反应，而只是起了催化作用？

Answer 1

解：高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气．生成的二氧化锰可做催化剂．利用锰酸钾和二氧化锰在水中的水溶性不同，可将二氧化锰分离开来．在验证二氧化锰做催化剂时，首先设计只有双氧水时，是否能迅速放出氧气．再设计只有二氧化锰时，能否放出氧气．
故答案为：（1）KMnO4K₂MnO₄+MnO₂+O₂；试管、铁架、酒精灯．
（2）溶解；过滤．
（3）在第二支试管加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃．
（4）将反应后所得固体过滤，洗涤，然后再将所得的固体加入盛双氧水的试管中，然后在试管口处，放一带火星的木条，观察木条复燃，说明二氧化锰没有跟双氧水发生反应，只是改变反应速率．
分析：催化剂是改变化学反应的速率，而反应前后催化剂的质量和化学性质保持不变．
点评：在验证二氧化锰的质量反应前后是否改变，可将反应后的固体过滤，干燥称量固体质量．