题目内容

为进一步研究高锰酸钾的分解产物,某兴趣小组同学查阅资料,并取一定质量的高锰酸钾加热使之完全分解,然后分别进行了以下三个实验。
【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5mL 6%的H2O2溶液中
剧烈反应,放出大量热量,产生大量气体
固体剩余物中的MnO2对H2O2分解有催化作用
2
取0.2gMnO2加入5mL  a   (H2O2溶液的质量分数)的H2O2溶液中
平稳反应,放出热量,持续产生气体
MnO2对H2O2分解有催化作用
3
取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中,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   b  
 
【实验分析】
(1)完成上表中的填空内容:a     、b     
(2)实验2的目的是     
(3)同学们经过讨论,认为实验1的结论不正确,理由是     
【查阅资料】
Ⅰ、KMnO4受热分解时,在某条件下可能发生以下两个反应:
①6KMnO42K2MnO4+K2Mn4O8+4O2↑    
②KMnO4KMnO2+O2
Ⅱ、相对分子质量:(KMnO4:158    O2:32)
(4)16gKMnO4中氧元素的质量为    ;加热使之完全分解,若完全发生反应①,生成O2的质量为     ;若同时发生反应①②,生成O2的质量范围是      。(保留二位小数。提示:依据质量守恒定律观察)

(1)a:6%   b:MnO2
(2)和实验1进行对比,确定MnO2的催化作用
(3)实验3证实固体剩余物中没有二氧化锰,可能是分解后产物中其他物质起催化作用  
(4)6.48g  2.16g    2.16g~3.24g

试题分析:(1)(2)实验编号为1和2的两个实验是为了作对比,目的是想说明高锰酸钾分解剩余物中的二氧化锰具有催化作用,因此,除加入的物质不同(一个加高锰酸钾分解剩余物,一个直接加二氧化锰)外,其余的因素都要相同,所以选择加入的过氧化氢溶液也应该是6% 。由于二氧化锰为不溶于水的固体物质,经过滤后发现没有剩余固体,只能说明没有二氧化锰。
(3)实验1的结论认为是固体剩余物中的MnO2对H2O2分解有催化作用,而实验3又证实固体剩余物中没有二氧化锰,故实验1的结论有误。
(4)16gKMnO4中氧元素的质量为16g×64/158=6.48g。若完全发生反应①,生成O2的质量为6.48g的8/24,即2.16g。如果完全按反应②进行,则生成O2的质量为6.48g的2/4,即3.24g,如果同时发生反应①②,生成O2的质量范围是2.16g~3.24g。
练习册系列答案
相关题目
实验室常用过氧化氢溶液和用二氧化锰作催化剂制取氧气。
【提出问题】二氧化锰是催化剂,二氧化锰的用量对反应速率是否有影响?
【设计实验】(1)实验装置如图所示。

(2)实验记录:每次用30mL10%的过氧化氢溶液,采用不同量二氧化锰粉末做催化剂进行实验,测定相关数据记录于下表中:
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
MnO2(g)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
待测数据
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
【分析】(1)写出该反应的符号表达式                          
(2)上述实验应该测定的“待测数据”可能是                      
(3)10次实验“每次用30 mL 10%的过氧化氢溶液”的目的是                 
(4)若第2次实验比第3次实验的“待测数据”更      (填"大"或"小"),说明催化剂的用量越多,反应越快。
【实验与结果】经多次实验证明,第1次实验至第7次实验中过氧化氢的分解速率依次加快,第7次实验至第10次实验所记录的“待测数据”无明显差异。
【结论】                                                 
【评价与反思】(答对本小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分)
氧化铜是否也能用做过氧化氢溶液制取氧气的催化剂?请设计实验验证。
                                                                  
甲同学对寒痛乐熨剂(简称“寒痛乐”)的发热原理产生了浓厚兴趣,于是带了几包寒痛乐,来到实验室对其进行研究。


【查阅资料】
[ 用法用量 ] 外用,一日1次。将外袋剪开,取出药袋,晃动数次,使药物充分松散,接触空气,手摸有热感时,置于固定袋内,覆盖于痛患处,每袋可发热不少于15小时。
[ 原料层 ] 铁、蛭石、活性炭、水等。
[ 作用原理 ] 铁跟氧气和水反应生成氢氧化铁(固体),并放热。
【实验一】验证寒痛乐成分中所含铁的化学性质。
步骤
实验操作
实验现象
 
将寒痛乐打开,将药物倒入一烧杯中,观察
 药物为黑色固体粉末
 
用一条形磁铁与烧杯中的黑色粉末充分接触,取适量吸附在磁铁上的黑色粉末放于燃烧匙中,在酒精灯上点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中,观察
剧烈燃烧,                    
                              
 
实验结论:写出此反应的文字表达式                                        
集气瓶中加水的作用是                                          
【实验二】用寒痛乐熨剂药粉测定空气中氧气的含量。
甲同学设计了如下图所示装置,进行实验。

【实验记录
步骤
实验操作
主要实验现象
实验结论及解释
 
连接好装置如上图所示,然后                       
                                        
装置的气密性良好
 
加入足量药品,迅速将胶塞盖严,并充分振荡
                      
进入集气瓶内水的体积即为空气中氧气的含量。
 
【实验反思】乙同学认为甲同学所做“寒痛乐药粉测定空气中氧气的含量”的实验不能证明上述结论,他将操作改进后再进行测量,得到了较为准确的结果。他改进后的操作为                   
                                           

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