Question

某兴趣小组为验证日常生活用的火柴头上含有KclO₃、MnO₂、S，设计了如图1实验流程：

请回答以下问题：
（1）为验证气体A，按图2甲所示进行实验：若能观察到

KMnO₄溶液（紫红色）褪色

的现象，即可证明火柴头上含有S元素．
（2）步骤②的实验操作装置如2乙所示，该操作的名称是

减压过滤

，其工作原理是

当找开自来水龙头，装置内部的空气随自来水被带走，导致装置内部压强减小，使过滤速度加快，得到较干燥的固体物质

．
（3）要证明火柴头中含有Cl元素的后续实验步骤是

取滤液C，加入HNO₃和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

．
（4）有学生提出检验火柴头上KClO₃另一套实验方案（如图3）：有关的离子反应方程式为

ClO₃^?+3NO₂^?+Ag⁺=AgCl↓+3NO₃^?

，有人提出上述方法中出现白色沉淀并不能充分说明火柴头上KClO₃的存在，其理由是

AgNO₂与AgCl均为不溶于水的白色沉淀

．
（5）该小组猜测滤渣D对双氧水分解制氧气的速率会产生一定的影响，设计并进行了以下5次实验．

实验次数	H2O2溶液质量分数%	H2O2溶液用量/毫升	物质D用量/克	反应温度/℃	收集气体体积/毫升	所需时间/秒
①	30	5	0	85	2	3.8
②	15	2	0.1	20	2	2.8
③	15	2	0.2	20	2	2.2
④	5	2	0.1	20	2	7.4
⑤	30	5	0	55	2	10.5

由上表可知，实验①和⑤能证明温度越高，化学反应速率越快，实验

②

和

③

证明物质D的用量越大，反应速率越快．
（6）写出步骤①中发生反应的化学方程式

2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑S+O₂

点燃  .

SO₂

．

Answer 1

分析：根据题干提供的信息进行分析：（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．（2）减压过滤，其基本原理是压强问题．（3）而KClO₃受热分解成KCl和O₂，故只要验证出滤液中含有Cl^-，即可验证了火柴头中含有氯元素．（4）有学生提出检验火柴头上KClO₃另一套实验方案中，没有考虑到AgNO₂与AgCl均为不溶于水的白色沉淀，因而不能证明KClO₃的存在．（5）根据双氧水分解制取氧气的速率快慢，即可证明MnO₂的用量对速率的影响．（6）写出步骤①中发生反应的化学方程式，要注意KClO₃受热分解、S与O₂反应生成了SO₂．

解答：解：（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；故答案为：KMnO₄溶液（紫红色）褪色
（2）本小题考查新教材中出现的减压过滤，其基本原理是压强问题，利用压强差加快过滤速度；故答案为：减压过滤（或抽滤），工作原理是：当找开自来水龙头，装置内部的空气随自来水被带走，导致装置内部压强减小，使过滤速度加快，得到较干燥的固体物质．
（3）KCl可溶于水，所以滤液C中含有KCl，可用HNO₃和AgNO₃溶液检验；故答案为：取滤液C，加入HNO₃和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．
（4）通过浸泡得到KClO₃溶液，然后被NaNO₂还原为Cl^-，但要考虑AgNO₂不溶于水，能溶与稀硝酸的性质；故答案为：ClO₃^?+3NO₂^?+Ag⁺=AgCl↓+3NO₃^?
AgNO₂与AgCl均为不溶于水的白色沉淀．
（5）从反应条件的控制出发，可从表中数据得到影响化学反应速率的几个因素，在②和③中，H₂O₂溶液质量分数%、用量，反应温度、收集的气体体积均不变，只有D的用量改编，故能证明D的用量与反应速率的关系；故答案为：②和③．
（6）要求写出相关反应方程式，主要考查思维的严密性，特别注意单质S燃烧生成SO₂；故答案为：2KClO₃

MnO2  .

 2KCl+3O₂↑   S+O₂

点燃  .

SO₂．

点评：本题以“火柴头中某些成分的检验”为基本素材，贴近生活，既考查了实验基本操作（如减压过滤等）、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．