Question

（2013?普陀区二模）某化学小组同学为了验证日常生活所用火柴头中的化学成分（含KClO₃、MnO₂、S等），设计了以下实验流程（见图-1）；
试回答以下问题：
（1）燃着的火柴按图-2进行实验，若试管中能观察到

KMnO₄溶液褪色

的现象，则可证明火柴头中
含有硫元素．图中针筒的作用是

使燃烧产生的气体顺利进入试管

．
（2）为了证明火柴头中含有氯元素，后续的实验步骤是

取少量滤液C置于试管中，先后加入HNO₃、AgNO₃溶液，若观察到白色沉淀产生，即可证明火柴头中含有氯元素

．
（3）有同学提出检验火柴头中KClO₃的另一实验方案：

试剂A为

硝酸（或HNO₃）

，加入NaNO₂的目的是

还原KClO₃

．
（4）设计实验：简述验证滤渣D中含有MnO₂的一个实验方案，并写出有关反应的化学方程式．

取少量滤渣D加入装有少量H₂O₂的试管中，有大量气泡放出说明含有MnO₂、2H₂O₂

MnO2

2H₂O+O₂↑（或其他正确答案）

．

Answer 1

分析：（1）从氧化还原反应角度考查SO₂的检验可用KMnO₄溶液，SO₂具有还原性，能被KMnO₄溶液氧化；通过控制针筒的活塞，可以将气体吸入试管；
（2）KClO₃受热分解成KCl和O₂，通过检验滤液C中存在氯离子证明火柴头中含有氯元素；
（3）根据实验方案，选用合适的试剂A，亚硝酸钠具有还原性，能够被氯酸钾氧化；
（4）二氧化锰常用作催化剂，可以根据这个性质设计方案．

解答：解：（1）火柴头中含有硫能燃烧，S与O₂反应生成了SO₂，SO₂具有还原性，可用酸性高锰酸钾溶液来检验；通过拉出针筒活塞，能够将火柴头燃烧产物加入试管中，
故答案为：KMnO₄溶液褪色或颜色变浅； 使燃烧产生的气体顺利进入试管（意思正确即可）；
（2）KCl可溶于水，所以滤液C中含有KCl，可用HNO₃酸化的AgNO₃溶液检验，检验方法是：取少量滤液C置于试管中，先后加入HNO₃、AgNO₃溶液，若观察到白色沉淀产生，即可证明火柴头中含有氯元素，
故答案为：取少量滤液C置于试管中，先后加入HNO₃、AgNO₃溶液，若观察到白色沉淀产生，即可证明火柴头中含有氯元素；
（3）根据实验方案，通过检验氯离子证明火柴头含有氯元素，不能使用盐酸和硫酸，所以选用硝酸，氯酸钾具有氧化性，能够氧化亚硝酸钠，
故答案为：硝酸（或HNO₃）；还原KClO₃ ；
（4）由于二氧化锰可以加速双氧水的分解，据此可以验证二氧化锰，方法是：取少量滤渣D加入装有少量H₂O₂的试管中，有大量气泡放出说明含有MnO₂，反应的方程式是：
2H₂O₂

MnO2

2H₂O+O₂↑，
故答案为：取少量滤渣D加入装有少量H₂O₂的试管中，有大量气泡放出说明含有MnO₂，2H₂O₂

MnO2

2H₂O+O₂↑（或其他正确答案）．

点评：本题借助“火柴头中某些成分的检验”为基本素材，既考查了元素化合物的性质（如SO₂、NaNO₂、KClO₃的性质等），又考查对实验方案的评价、实验条件的控制等，是一道能体现新课程理念试题，本题难度中等．