Question

（1）实验室常用过氧化氢与二氧化锰来制取氧气，该反应中二氧化锰的作用是

 

．
（2）实验室也可用高锰酸钾来制取氧气．某同学想用实验来证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO₄^-的颜色，而不是K⁺的颜色，他设计的下列实验步骤中没有意义的是

 

．
①将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少
②观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K⁺无色
③在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K⁺不反应
④在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明MnO₄^-为紫红色
（3）过氧化钠与水的反应也能用来制取氧气：
Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂ ；2H₂O₂=2H₂O+O₂↑
已知：当NaOH溶液的质量分数大于24%时，酚酞显无色；H₂O₂具有漂白性，能使有色有机物氧化褪色．现将0.39g Na₂O₂溶解在10.0mL过量水中，再向所得溶液中滴入2滴酚酞，溶液先变红，片刻后红色褪去．据此回答下列问题：
①甲同学认为红色褪去的原因是由于溶液中NaOH的质量分数过大，此种说法

 

（填“正确”或“不正确”）．请通过计算加以说明．（假设过氧化氢完全分解；水的密度为1g/cm³）
②乙同学认为红色褪去的原因是由于反应后的溶液中有过氧化氢存在．请设计实验加以证明．

Answer 1

分析：（1）在实验室用过氧化氢与二氧化锰来制取氧气时，二氧化锰是催化剂，起的作用是催化作用．
（2）要证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO₄^-的颜色，而不是K⁺的颜色，就要在溶液中实验，而①是固体反应，故没有意义．若加热高锰酸钾晶体完全分解后，把剩余物溶于水，观察颜色的不同，就可以了．
（3）要判断是否是由于溶液中NaOH的质量分数过大，而引起的颜色变化，只要计算出反应后氢氧化钠的质量分数，看是否大于24%即可．已知过氧化钠的质量，氢氧化钠的质量很容易计算，而氢氧化钠溶液的质量，需要注意反应过程中逸出了氧气，应为加入的总质量减去氧气的质量．
     要判断是否是由于反应后的溶液中有过氧化氢存在，而引起颜色的变化，只要证明溶液中有过氧化氢即可．根据所学知识，向溶液中加入二氧化锰，看是否产生氧气即可．
     也可从题目所给的信息：当NaOH溶液的质量分数大于24%时，酚酞显无色；H₂O₂具有漂白性，能使有色有机物氧化褪色来考虑，氢氧化钠溶液呈碱性，能使石蕊变蓝色，而石蕊试液本身是紫色，若加入紫色石蕊试液也褪色，那就说明是过氧化氢的作用．

解答：解答：（1）因在实验室用过氧化氢与二氧化锰制取氧气时，二氧化锰是催化剂．
故答案为：催化作用
      （2）要证明高锰酸钾溶液的紫红色是MnO₄^-的颜色，而不是K⁺的颜色，就要在溶液中进行实验，而①始终是固体，故没有意义．
           氯化钾溶液中有K⁺，但没有颜色，故表明溶液中K⁺无色，②有意义．
           ③的目的是为④创造条件，③中说明锌与K⁺不反应，④中加入锌粉褪色，说明不是K⁺作用，运用了排除法．故③④都有意义．
故答案为：①
（3）①解：设 将0.39gNa₂O₂溶解在10.0mL过量水中，生成NaOH的质量为X，O₂的质量为Y
           写              2Na₂O₂ +2H₂O=4NaOH+O₂↑ 
           找              156         160    32
                           0.39g        X      Y
           列                

156

0.39g

=

160

X

=

32

Y

           解          解得：X=0.40 g  　 Y=0.08 g 
        则氢氧化钠的质量分数为：

0.4g

0.39g+10.0mL×1.0g/mL-0.08g

×100%≈3.9%
        
        因3.9%＜24%，故红色褪去是由于NaOH的质量分数过大引起的说法是不正确的．
故答案为：不正确．
    ②证明过氧化氢存在，可联想实验室制取氧气的原理，2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
       也可从题目所给的信息出发，氢氧化钠溶液呈碱性，能使石蕊变蓝色，而石蕊试液本身是紫色，若加入紫色石蕊试液也褪色，那就说明是过氧化氢的作用．
故答案为：（答案一） 取反应后的溶液少量于试管中，加入少量MnO₂粉末，然后把带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，说明溶液中含有过氧化氢，红色褪去的原因是由于反应后的溶液中有过氧化氢存在．若木条不复燃，说明溶液中不含有过氧化氢，红色褪去的原因就不是由于过氧化氢存在引起的．  
           （答案二） 取反应后的溶液少量于试管中，加入少量紫色石蕊试液，若看到溶液由紫色先变蓝色，然后褪色，说明褪色的原因是由于反应后的溶液中有过氧化氢存在．若看到溶液变蓝后不退色，就说明褪色的原因不是由于过氧化氢存在引起的．

点评：该题属于信息题，主要考查同学们的分析问题的能力和语言表达能力．有关计算，尤其主要反应后溶液的溶质质量分数的计算，是易错点．