Question

19．请根据下列实验装置图，回答问题．

（1）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，发生装置为B（填字母序号）．若反应过于剧烈，从实验安全角度考虑，可以采取的措施有缓慢滴加过氧化氢溶液（写一种即可）．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，为进一步研究高锰酸钾的分解产物，某兴趣小组查阅资料，并取一定质量的高锰酸钾加热使之完全分解，进行下表所示的实验．
【实验内容】：

编号	实验内容	实验现象	实验结论
1	取反应后固体剩余物0.2g加 入5mL6%的H2O2溶液	剧烈反应，放热，产 生大量气泡	生成物中的MnO2 催化分解H2O2
2	取0.2g Mn O2加入5mL6% （填H2O2溶液的溶质质量分 数）的H2O2溶液	平稳反应，放热，持 续产生气泡	MnO2催化分解 H2O2
3	取反应后固体剩余物1.0g，加 入足量水，充分溶解，过滤	固体完全溶解，滤纸 上无黑色固体残余物	固体剩余物中无 二氧化锰

【实验分析】：
①完善上表中的填空内容：实验26%，实验3二氧化锰．
②实验2的目的是和实验1进行对比，确定MnO₂是否为起催化作用．
③经讨论，实验1的结论不正确，理由是可能是分解后产物中其他物质起催化作用．
【资料】：在43.9℃～377.9℃范围中，KMnO₄受热分解时，会发生以下两个反应：
a.6KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂MnO₄+K2Mn₄O₈+4O₂↑
b．KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KMnO₂+O₂↑
④取8.0g KMnO₄加热使之完全分解，生成O₂的质量可能为C（填字母序号）；
A.0.81g         B.1.08g         C.1.42g         D.1.62g
⑤资料显示，KMnO₄在43.9℃～377.9℃范围中的失重率（O₂与KMnO₄的质量比）为18.0%．结合资料分析，在43.9℃～377.9℃范围中，KMnO₄分解反应主要以b（填“a”或“b”）为主．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂溶液和MnO₂生成氧气和水，该反应不需加热，属于固液常温型；
（2）根据实验内容可知，是要检验高锰酸钾分解的产物中是否有MnO₂、是否催化分解H₂O₂，实验2是与实验1对比，确定MnO₂是否起催化作用，实验3是分析反应产物中是否有MnO₂，从而反映出实验1不严密，也可能是分解后的其他物质起催化作用；
据所给信息：KMnO₄受热分解时，会发生以下两个反应，可据方程式分别计算出若发生单一反应生成氧气的质量，因为两个反应同时发生，所以生成氧气的质量应在二者之间；
据KMnO₄在43.9℃～377.9℃范围中的失重率（O₂与KMnO₄质量比）为18.0%，结合以上方程式计算失重率，推测发生的主要化学反应．

解答 解：（1）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；若反应过于剧烈，从实验安全角度考虑，可以采取的措施有：缓慢滴加过氧化氢溶液或减小过氧化氢溶液的浓度等；故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；B；缓慢滴加过氧化氢溶液；
（2）①实验2是与实验1对比，确定MnO₂是否起催化作用，则所取H₂O₂溶液的溶质质量分数应相同，实验3取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，过滤后固体完全溶解，说明不含MnO₂，因为MnO₂不溶于水；
②实验2是与实验1作对比，确定MnO₂是否起催化作用；
③由实验3可知反应产物中是否有MnO₂，从而反映出实验1不严密，也可能是分解后的其他物质起催化作用；
④若发生的是a反应，设8.0gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量为x，则
6KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                                            4×32                   
8.0g                                                   x
$\frac{6×158}{4×32}$=$\frac{8.0g}{x}$，x=1.08g，
若发生的是b反应，设8.0gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量为y，则
 KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KMnO₂+O₂↑
  158                         32
  8.0g                         y
$\frac{158}{32}$=$\frac{8.0g}{y}$，y=1.62g，
因为KMnO₄受热分解，会发生以上两个反应，所以生成氧气的质量介于1.08g和1.62g之间，故C选项正确；
⑤由题意可知：KMnO₄在43.9℃～377.9℃范围中的失重率（O₂与KMnO₄质量比）为18.0%，据方程式可知：在a反应中失重率为：$\frac{4×32}{6×158}$≈0.135，b反应中失重率为：$\frac{32}{158}$≈0.201，可以发现，此时的失重率为18.0%，与b的失重率较为接近，故在43.9℃～377.9℃范围中，KMnO₄分解反应主要以b为主；
故答案为：①6%；二氧化锰；②和实验1进行对比，确定MnO₂是否为起催化作用；③可能是分解后产物中其他物质起催化作用；④C；⑤b．

点评 本题主要考查学生依据题意分析解决问题的能力，思维含量较大，掌握相关知识并能依据题目信息灵活分析解答问题，才能得出正确答案．