Question

18．小丽所在的科学研究性学习小组的同学为了探究实验室里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】当黑色粉末与无色溶液混合时，立即产生气泡．
【提出假设】小丽认为黑色粉末是铁粉，无色溶液是稀硫酸，请写出化学方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．根据以上信息，你认为黑色粉末是MnO₂，无色溶液是H₂O₂（写出一种与小丽不同的假设）．
【设计实验】针对你的假设进行探究：
①向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量试剂瓶中的无色溶液；
②用排水法收集一试管气体；    ③检验气体．
【实验现象】实验第③步检验气体的操作及现象：用带火星的木条伸人试管，带火星的木条复燃；
【实验结论】此气体是氧气（O₂），请写出此黑色固体和液体反应的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 【提出假设】根据铁和稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气分析；根据常见氧气的制取方法进行假设；
【设计实验】根据氧气的密度和溶解性考虑收集方法；
【实验现象】根据氧气的性质考虑验证方法；
【实验结论】根据现象考虑结论，并写出反应的方程式．

解答 解：【提出假设】铁和稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气；由于过氧化氢溶液加入二氧化锰能产生氧气，且二氧化锰是黑色，过氧化氢溶液是无色，所以黑色粉末是二氧化锰，无色溶液是过氧化氢溶液；
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； MnO₂； H₂O₂； 
【设计实验】由于氧气不易溶于水，所以可以用排水法收集；
故填：排水（合理即可）；
【设计实验】由于氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以将带火星的木条伸入试管内，如果木条复燃，说明是氧气；
故填：用带火星的木条伸人试管，带火星的木条复燃；
【实验结论】根据现象可知气体是氧气，过氧化氢在二氧化锰的作用下产生水和氧气，反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑；
故填：氧气（O₂）；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑．

点评 本题是一道综合性试题，既考查了学生对知识的整合能力同时又考查了学生进行实验探究的能力．