Question

為進(jìn)一步研究高錳酸鉀的分解產(chǎn)物，某興趣小組同學(xué)查閱資料，并取一定質(zhì)量的高錳酸鉀加熱使之完全分解，然后分別進(jìn)行了以下三個實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

編號	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	取反應(yīng)后固體剩余物0.2g加入5mL 6%的H2O2溶液中	劇烈反應(yīng)，放出大量熱量，產(chǎn)生大量氣體	固體剩余物中的MnO2對H2O2分解有催化作用
2	取0.2gMnO2加入5mL    （H2O2溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的H2O2溶液中	平穩(wěn)反應(yīng)，放出熱量，持續(xù)產(chǎn)生氣體	MnO2對H2O2分解有催化作用
3	取反應(yīng)后固體剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，過濾	固體完全溶解，濾紙上無黑色固體殘余物	固體剩余物中無

實(shí)驗(yàn)分析：
（1）完成表中的填空內(nèi)容：a

 

、b

 

；
（2）實(shí)驗(yàn)2的目的是

 

；
（3）同學(xué)們經(jīng)過討論，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1的結(jié)論不正確，理由是

 

；
查閱資料：
Ⅰ、KMnO₄受熱分解時，在某條件下可能發(fā)生以下兩個反應(yīng)：
①6KMnO₄  

△   .

 2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
②KMnO₄ 

△   .

  KMnO₂+O₂↑
Ⅱ、相對分子質(zhì)量：（KMnO₄：158、O₂：32）
（4）16gKMnO₄中氧元素的質(zhì)量為

 

；加熱使之完全分解，若完全發(fā)生反應(yīng)①，生成O₂的質(zhì)量為

 

；若同時發(fā)生反應(yīng)①②，生成O₂的質(zhì)量范圍是

 

．（保留二位小數(shù)．提示：依據(jù)質(zhì)量守恒定律觀察）

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,催化劑的特點(diǎn)與催化作用,化合物中某元素的質(zhì)量計算,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：（1）據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可知，是要檢驗(yàn)高錳酸鉀分解的產(chǎn)物中是否有MnO₂、是否催化分解H₂O₂，H₂O₂溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等；
（2）實(shí)驗(yàn)2是與實(shí)驗(yàn)1對比，確定MnO₂是否起催化作用，
（3）實(shí)驗(yàn)3是分析反應(yīng)產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實(shí)驗(yàn)1不嚴(yán)密，也可能是分解后的其他物質(zhì)起催化作用；
Ⅱ、據(jù)所給信息：KMnO₄受熱分解時，會發(fā)生以下兩個反應(yīng)，可據(jù)方程式分別計算出若發(fā)生單一反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量，因?yàn)閮蓚�反應(yīng)同時發(fā)生，所以生成氧氣的質(zhì)量應(yīng)在二者之間；

解答：解：
（1）實(shí)驗(yàn)2是與實(shí)驗(yàn)1對比，確定MnO₂是否起催化作用，則所取H₂O₂溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)相同，實(shí)驗(yàn)3取反應(yīng)后固體剩余物1.0g加入足量水中，充分溶解，過濾后固體完全溶解，說明不含MnO₂，因?yàn)镸nO₂不溶于水；
（2）實(shí)驗(yàn)2是與實(shí)驗(yàn)1作對比，確定MnO₂是否起催化作用；
（3）由實(shí)驗(yàn)3可知反應(yīng)產(chǎn)物中是否有MnO₂，從而反映出實(shí)驗(yàn)1不嚴(yán)密，也可能是分解后的其他物質(zhì)起催化作用；
Ⅱ
（4）16gKMnO₄中氧元素的質(zhì)量為16g×

64

158

×100%=6.48g；
若發(fā)生的是①反應(yīng)，設(shè)16.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量為x
6KMnO₄

△   .

2K₂MnO₄+K₂Mn₄O₈+4O₂↑
6×158                    4×32                   
16.0g                       x
  

6×158

16.0g

=

4×32

x

  
  x=2.16g     
若發(fā)生的是②反應(yīng)，設(shè)8.0gKMnO₄，加熱使之完全分解，生成O₂的質(zhì)量為y
  KMnO4

△   .

KMnO₂+O₂↑
  158            32
  16.0g           y
  
  

158

16g

=

32

y

    
y=3.24g
因?yàn)镵MnO₄受熱分解，會發(fā)生以上兩個反應(yīng)，所以生成氧氣的質(zhì)量介于2.16g和3.24g之間．
答案：
①a：6%   b：KMnO₄分解后的產(chǎn)物中沒有MnO₂
②和實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行對比，確定MnO₂的催化作用
③可能是分解后產(chǎn)物中其他物質(zhì)起催化作用
③6.48g  2.16g    2.16g～3.24g

點(diǎn)評：本題主要考查學(xué)生依據(jù)題意分析解決問題的能力，思維含量較大，掌握相關(guān)知識并能依據(jù)題目信息靈活分析解答問題，才能得出正確答案．