Question

8．某中学学生为探究该校化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液（如图所示）可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证．
[发现问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡．
[查阅资料]初中化学实验室常见的黑色粉末有氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉等．
[提出假设]黑色粉末是二氧化锰，无色溶液是过氧化氢溶液．（只写一种假设）
[设计实验]
（1）向盛有少许该黑色粉末的试管中加入适量的该无色溶液，收集一试管气体；
（2）检验气体（写出操作方法）：将带火星的木条伸试管中，观察木条是否复燃．
[实验现象]带火星的木条复燃．
[实验结论]此气体是氧气．

Answer 1

分析 由标签破损的无色溶液的信息，符合标签特征的有双氧水和硫酸等，结合初中阶段常见的黑色粉末有CuO、MnO₂、Fe₃O₄、铁粉、炭粉，能与无色液体混合后生成气体的有MnO₂、铁粉，据此作出猜想，进行分析解答．

解答 解：由标签破损的无色溶液的信息，溶液中溶质的一个粒子中含有两个氢原子，且能与黑色粉末CuO、MnO₂、Fe₃O₄、铁粉、炭粉中混合后反应生成气体．符合条件的常见无色液体有双氧水（H₂O₂）和稀硫酸（H₂SO₄），其中黑色粉末二氧化锰与双氧水混合能放出氧气，可用带火星的木条进行检验；黑色粉末铁粉能与稀硫酸反应生成氢气，可有燃着的木条进行检验．
可提出假设，黑色粉末是二氧化锰，无色溶液是过氧化氢溶液．
向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液，将带火星的木条伸试管中，观察木条是否复燃．
若带火星的木条复燃，说明产生的气体是氧气；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂2H₂O+O₂↑（合理即可）．
故答案为：【提出假设】二氧化锰；过氧化氢溶液（合理即可）；
【设计实验】将带火星的木条伸试管中，观察木条是否复燃；
【实验现象】带火星的木条复燃；
【实验结论】氧气（合理即可）．

点评 本题难度不大，掌握过氧化氢溶液的化学性质、酸的化学性质、常见气体的检验方法等并能灵活运用是正确解答本题的关键．