Question

为证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，小明同学设计了以下实验方案：（0.33）

	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	取5mL蒸馏水于试管中，加入1g二氧化锰，再伸入带火星的木条	没有明显现象
实验2	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入1g二氧化锰，再伸入带火星的木条	有大量气泡产生，带火星的木条复燃	二氧化锰能使过氧化氢溶液在常温下加速分解

请回答：
（1）写出“实验1”中的实验结论

 

．
（2）写出“实验2”中反应的化学方程式

 

．
（3）小亮同学认为小明的实验方案中缺少一个对比实验（即下表中的“实验3”），请你帮小亮同学写出该对比实验中的实验操作．

	实验操作	实验现象	实验结论
实验3		有少量气泡产生，木条不复燃	过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解

（4）小红同学认为以上三个实验都不足以证明二氧化锰就是过氧化氢分解的催化剂，还需要完成另外两个实验，这两个实验的实验目的分别是：
①

 

．
②

 

．

Answer 1

分析：（1）设计化学实验要遵循单一变量和对照原则，从题中可知“实验一”和“实验二”起对照作用，通过实验一和实验二可证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂；双氧（2）水在二氧化锰作催化剂条件下能分解产生大量氧气，可根据反应物、反应条件写出反应方程式；
（3）由实验结论推测实验操作；
（4）结合催化剂的特点--催化剂在化学反应前后质量和化学性质不发生改变即可作出解答．

解答：解：（1）实验一：二氧化锰加入水中不能产生使带火星木条复燃的气体，说明二氧化锰加入水中不能产生气体；
（2）过氧化氢加入二氧化锰发生反应的方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（3）由实验结论可确定实验操作为：向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰；
（4）根据催化剂特点：改变化学反应速率、化学反应前后质量和化学性质保持不变．还需要再设计实验证明其质量和化学性质不发生改变．一个实验是反应前后分别称量二氧化锰的质量，两次称量的目的是比较MnO₂在过氧化氢分解前后的质量有无变化；另一个实验要验证二氧化锰的化学性质不发生改变，只要简单设计实验说明MnO₂仍然能加快过氧化氢的分解速率即可，可以这样设计：倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明MnO₂仍然能加快过氧化氢的分解速率．
故答案为：
（1）二氧化锰加入水中不能产生气体；
（2）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（3）向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中伸入带火星的木条；
（4）①比较MnO₂在过氧化氢分解前后的质量；
②证明MnO₂仍然能加快过氧化氢的分解速率（化学性质没变）

点评：本题从实验方案的设计、实验操作、现象、实验结论等多方面对实验做了综合考查，同学们要在掌握正确实验操作方法和读懂理解题意的基础上才能正确解答．