Question

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，其他仪器可任选.

（1）若要先得到MnO₂粉末，反应原理是（用化学式表示化学反应）          ，装置为          （用图示）.

（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               ，②               .

（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：                             .

（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)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑； ；

(2)①溶解；②过滤；

(3) 在第二支试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃；

(4) 将第三组中的二氧化锰洗净、干燥、称其质量，然后将其加入另一支试管中，向其加入过氧化氢溶液后，仍然有氧气产生，过滤得到二氧化锰，干燥、称其质量，发现其质量不变，重复上述实验，得到相同的结果.

【解析】

试题分析：(1)高锰酸钾分解的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑；其反应装置应用固固加热制气装置，装置图为；

(2)因为二氧化锰难溶于水，而锰酸钾溶于水，所以可以将混合物溶解后，再过滤从而得到难溶的二氧化锰；

(3)为了排除氧气是由二氧化锰单独产生的可能，所以设计的第2组实验是在第二支试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察木条是否复燃；

(4)二氧化锰只起催化作用时，它的化学性质和质量在化学反应前后不会发生变化，所以只要我们验证其化学性质和质量在反应前后不变即可.所以将第三组中的二氧化锰洗净、干燥、称其质量，然后将其加入另一支试管中，向其加入过氧化氢溶液后，仍然有氧气产生，过滤得到二氧化锰，干燥、称其质量，发现其质量不变，重复上述实验，得到相同的结果，由此得出二氧化锰只起了催化作用.

考点：氧气的制取原理及装置；过滤操作的步骤；催化剂的特点；实验方案的设计与评价.