Question

18．小麗所在的科學研究性學習小組的同學為了探究實驗室里的一種黑色粉末和一瓶標簽破損的無色溶液（如圖所示），可能是什么物質，大膽猜想并設計實驗進行驗證．
【發(fā)現(xiàn)問題】當黑色粉末與無色溶液混合時，立即產生氣泡．
【提出假設】小麗認為黑色粉末是鐵粉，無色溶液是稀硫酸，請寫出化學方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．根據(jù)以上信息，你認為黑色粉末是MnO₂，無色溶液是H₂O₂（寫出一種與小麗不同的假設）．
【設計實驗】針對你的假設進行探究：
①向盛有少許黑色粉末的試管中加入適量試劑瓶中的無色溶液；
②用排水法收集一試管氣體；    ③檢驗氣體．
【實驗現(xiàn)象】實驗第③步檢驗氣體的操作及現(xiàn)象：用帶火星的木條伸人試管，帶火星的木條復燃；
【實驗結論】此氣體是氧氣（O₂），請寫出此黑色固體和液體反應的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 【提出假設】根據(jù)鐵和稀硫酸反應產生硫酸亞鐵和氫氣分析；根據(jù)常見氧氣的制取方法進行假設；
【設計實驗】根據(jù)氧氣的密度和溶解性考慮收集方法；
【實驗現(xiàn)象】根據(jù)氧氣的性質考慮驗證方法；
【實驗結論】根據(jù)現(xiàn)象考慮結論，并寫出反應的方程式．

解答 解：【提出假設】鐵和稀硫酸反應產生硫酸亞鐵和氫氣；由于過氧化氫溶液加入二氧化錳能產生氧氣，且二氧化錳是黑色，過氧化氫溶液是無色，所以黑色粉末是二氧化錳，無色溶液是過氧化氫溶液；
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑； MnO₂； H₂O₂； 
【設計實驗】由于氧氣不易溶于水，所以可以用排水法收集；
故填：排水（合理即可）；
【設計實驗】由于氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，所以將帶火星的木條伸入試管內，如果木條復燃，說明是氧氣；
故填：用帶火星的木條伸人試管，帶火星的木條復燃；
【實驗結論】根據(jù)現(xiàn)象可知氣體是氧氣，過氧化氫在二氧化錳的作用下產生水和氧氣，反應的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑；
故填：氧氣（O₂）；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑．

點評 本題是一道綜合性試題，既考查了學生對知識的整合能力同時又考查了學生進行實驗探究的能力．