Question

17．小明同学打算自己探究一下MnO₂在分解过氧化氢时所起的作用，但手边没有现成的MnO₂药品，只有高锰酸钾，30%过氧化氢溶液、木条、水、火柴，其它仪器可任选．
（1）若要先得到MnO₂粉末，反应原理是（用化学式表示化学反应）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）已知实验（1）中试管中剩下两种物质，其中二氧化锰难溶于水，而另一种易溶于水，小明用了一种方法将它们分离开来，步骤为：①溶解，②过滤．
（3）小明认为若要探究MnO₂在较低的温度下对分解H₂O₂有无催化作用，需作对比实验，他设计了三组实验：①在试管中加入5ml 30%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，看木条是否复燃．②…；③在第3支试管中加入5ml 30%过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃．你认为小明设计的第2组实验过程应为：在第二只试管中加入适量的二氧化锰，把带火星的小木条伸入试管，看木条是否复燃．
（4）小明得到的是③中有O₂放出，但他认为③中有O₂放出是因为MnO₂与H₂O₂发生了反应，你如何帮他设计实验来说明MnO₂没有和H₂O₂起反应，而只是起了催化作用？

Answer 1

分析 （1）根据所学知识可知若得到二氧化锰，可以用高锰酸钾制取；
（2）根据高锰酸钾分解后物质的水溶性来分离；
（3）通过对比试验可以得出结论，也易于得出结论，可以比较实验①③得出实验②的操作；
（4）可以设计实验来检验二氧化锰的化学性质和质量都没有改变．

解答 解：（1）高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气．生成的二氧化锰可做催化剂；故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）利用锰酸钾和二氧化锰在水中的水溶性不同，可将二氧化锰分离开来；故填：溶解；过滤；
（3）由实验的过程可知，在验证二氧化锰做催化剂时，首先设计只有双氧水时，是否能迅速放出氧气．再设计只有二氧化锰时，能否放出氧气，所以，小明设计的第2组实验过程应为在第二只试管中加入适量的二氧化锰，把带火星的小木条伸入试管，看木条是否复燃．故填：在第二只试管中加入适量的二氧化锰，把带火星的小木条伸入试管，看木条是否复燃；
（4）根据催化剂的定义可以知道，若确定二氧化锰为催化剂，可以测定二氧化锰的化学性质和质量；故填：将（2）中所得二氧化锰放入试管中，再向试管中加入过氧化氢溶液，有气泡产生，重复多次都有同种现象，说明二氧化锰化学性质未变；实验前称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥、再称量，质量未变．

点评 在探究物质的反应速率时，一般都是通过对比试验进行验证，值得注意的是确定某物质为催化剂时必须验证该物质的化学性质和质量是否改变，然后再确认．