Question

小明同學打算自己探究一下MnO₂在分解過氧化氫時所起的作用，但手邊沒有現成的MnO₂藥品，只有高錳酸鉀，30%過氧化氫溶液、木條、水、火柴，其它儀器可任選。
（1）若要先得到MnO₂粉末，反應原理是（用化學式表示化學反應）                 
（2）已知實驗（1）中試管中剩下兩種物質，其中二氧化錳難溶于水，而另一種易溶于水，小明用了一種方法將它們分離開來，步驟為:①                 ，②                 。
（3）小明認為若要探究MnO₂在較低的溫度下對分解H₂O₂有無催化作用，需作對比實驗，他設計了三組實驗：①在試管中加入5ml 30%的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，看木條是否復燃。②．．．；③在第3支試管中加入5ml 30%過氧化氫溶液，并加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃。
你認為小明設計的第2組實驗過程為：                                       。
（4）小明得到的是③中有O₂放出，但他認為③中有O₂放出是因為MnO₂與H₂O₂發生了反應，你如何幫他設計實驗來說明MnO₂沒有和H₂O₂起反應，而只是起了催化作用？

Answer 1

（1）KMnO₄→K₂MnO₄+MnO₂+O₂；試管、鐵架、酒精燈。
（2）溶解；過濾；
（3）任第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃。
（4）提示：比較反應后的M₂O₂是否仍具有這樣的性質。如果反應的結果必然有Mn₂O₂不復存在，反應的殘留物不再具有相同的性質。如果仍具有這個性質，則可以說明Mn₂O₂在反應中起了催化作用，自己沒有變化。

高錳酸鉀加熱生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣．生成的二氧化錳可做催化劑．利用錳酸鉀和二氧化錳在水中的水溶性不同，可將二氧化錳分離開來．在驗證二氧化錳做催化劑時，首先設計只有雙氧水時，是否能迅速放出氧氣．再設計只有二氧化錳時，能否放出氧氣．
故答案為：（1）KMnO4→K₂MnO₄+MnO₂+O₂；試管、鐵架、酒精燈．
（2）溶解；過濾．
（3）在第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復燃．
（4）將反應后所得固體過濾，洗滌，然后再將所得的固體加入盛雙氧水的試管中，然后在試管口處，放一帶火星的木條，觀察木條復燃，說明二氧化錳沒有跟雙氧水發生反應，只是改變反應速率．