Question

小文同学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MnO2对H2O2分解有催化作用
2	取0.2g MnO2加入5mL   （填H2O2溶液的质量分数）的H2O2溶液中	平缓反应，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，	固体完全溶解，滤纸上无黑色固体残余物	固体剩余物中无

（1）完成上表中的填空内容：a、b、c；
（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：
①6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn4O₈+4O₂↑
②KMnO₄

△   .

KMnO₂+O₂↑
Ⅱ、相对分子质量：（KMnO₄：158    O₂：32）
（4）15.8gKMnO₄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

 

．（保留一位小数）

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,催化剂的特点与催化作用,化合物中某元素的质量计算

专题：科学探究

分析：（1）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，H₂O₂溶液的质量分数相等；
（2）实验2是与实验1对比，确定MnO₂是否起催化作用，
（3）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；
Ⅱ、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；

解答：解：
（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，过滤能除去难溶性的固体，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）15.8gKMnO₄中氧元素的质量为15.8g×

64

158

×100%=6.4g；
若发生的是①反应，设15.8gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量为x
6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                    4×32                   
15.8g                       x
  

6×158

15.8g

=

4×32

x

x=2.1g     
若发生的是②反应，设8.0gKMnO₄，加热使之完全分解，生成O₂的质量为y
  KMnO₄

△   .

KMnO₂+O₂↑
  158            32
  15.8g           y
  

158

15.8g

=

32

y

y=3.2g
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2.1g和3.2g之间．
故答案为：
（1）6%；过滤；MnO₂；
（2）和实验1进行对比，确定MnO₂的催化作用；
（3）同学们经过讨论，认为实验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；
（4）6.4g；2.1 g；2.1g-3.2g．

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．