Question

某小组通过实验研究Na₂O₂与水的反应．

操作	现象
向盛有0.2g Na2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水	剧列反应，产生能使带火星木条复燃的气体，得到的溶液a能产生丁达尔效应
向溶液a中滴入两滴酚酞	ⅰ．溶液变红 ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色

（1）Na₂O₂与水反应的化学方程式是

 

．
（2）ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H₂O₂，H₂O₂与酚酞发生了反应．
Ⅰ．甲同学通过实验证实了H₂O₂的存在：取少量溶液a，加入试剂

 

（填化学式），有气体产生．
Ⅱ．乙同学查阅资料获悉：用KMnO₄（被还原为Mn²⁺）可以测定H₂O₂的含量．
取3mL溶液a稀释至15mL，用稀H₂SO₄酸化，再逐滴加入0.0045mol?L^-1 KMnO₄溶液，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗10mL KMnO₄溶液．
①KMnO₄与H₂O₂反应的离子方程式是

 

．
②溶液a中c（H₂O₂）=

 

mol?L^-1．
③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是

 

．
（3）为探究现象ⅱ产生的原因，同学们继续进行了如下实验：
Ⅰ．向H₂O₂溶液中滴入两滴酚酞，振荡，加入5滴0.1mol?L^-1 NaOH溶液，溶液变红又迅速变无色且产生气体，10分钟后溶液变无色，该过程无明显热效应．
Ⅱ．向0.1mol?L^-1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞的，振荡，溶液变红，10分钟后溶液颜色无明显变化；向该溶液中通入氧气，溶液颜色无明显变化．
①从实验Ⅰ和Ⅱ中，可得出的结论是

 

．
②同学们进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H₂O₂与酚酞发生了化学反应．实验方案是：取少量溶液a于试管中，

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）根据实验现象产生能使带火星木条复燃的气体说明有氧气产生，溶液变红说明有碱生成，据此写化学方程式；
（2）Ⅰ、能使H₂O₂产生气体通常用MnO₂作催化剂，据此答题；
Ⅱ、①KMnO₄与H₂O₂反应，有气体产生，说明有氧气，溶液褪色说明KMnO₄被还原，再根据电子得失守恒和电荷守恒可写出离子方程式；
②根据KMnO₄与H₂O₂反应的物质的量之比求得H₂O₂的物质的量，进而求得溶液a中c（H₂O₂）；
③一般情况下在开始时反应物浓度较大，反应速率应当较快，但现在是溶液褪色速率开始较慢后变快，则可能是产生新的物质，且此物质对反应有催化作用，从而加快了反应速率，据此分析；
（3）①分析对比实验Ⅰ和Ⅱ，可知在Ⅰ中有H₂O₂溶液而Ⅱ中有氧气，其它物质相同，而现象出现了差异，就说明Ⅰ中溶液变红又迅速变无色是因H₂O₂而不是氧气，据此答题；
②要进一步验证溶液a中滴入酚酞后，H₂O₂与酚酞发生了化学反应，可以与（3）中的Ⅰ再对比，即可以先将H₂O₂分解掉，再看颜色变化情况，就可说明问题了，据此答题．

解答： 解：（1）根据实验现象产生能使带火星木条复燃的气体说明有氧气产生，溶液变红说明有碱生成，据此写化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑，故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
（2）Ⅰ、能使H₂O₂产生气体通常用MnO₂作催化剂，故答案为：MnO₂；
Ⅱ、①KMnO₄与H₂O₂反应，有气体产生，说明有氧气，溶液褪色说明KMnO₄被还原，再根据电子得失守恒和电荷守恒可写出离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
②根据KMnO₄与H₂O₂反应的离子方程式可知，
              2MnO₄^-～5H₂O₂
               2mol    5mol                                     
0.0045mol?L^-1×0.01L     n（H₂O₂）  
∴n（H₂O₂）=1.125×10^-4mol
∴c（H₂O₂）=

1.125×10-4mol

3×10-3L

=0.0375mol/L
故答案为：0.0375；
③一般情况下在开始时反应物浓度较大，反应速率应当较快，但现在是溶液褪色速率开始较慢后变快，则可能是产生新的物质，且此物质对反应有催化作用，从而加快了反应速率，根据离子反应2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，可知，起催化作的产物为Mn²⁺，故答案为：反应生成的Mn²⁺作催化剂；
（3）①分析对比实验Ⅰ和Ⅱ，可知在Ⅰ中有H₂O₂溶液而Ⅱ中有氧气，其它物质相同，而现象出现了差异，就说明Ⅰ中溶液变红又迅速变无色是因H₂O₂而不是氧气，故答案为：碱性条件下，H₂O₂能与酚酞反应而O₂不能；
②要进一步验证溶液a中滴入酚酞后，H₂O₂与酚酞发生了化学反应，可以与（3）中的Ⅰ再对比，即可以先将H₂O₂分解掉，再看颜色变化情况，就可说明问题了，故答案为：加入MnO₂，充分反应后，向上层清液中滴入2滴酚酞后变红，10分钟后溶液颜色无明显变化．

点评：本题考查了离子方程式书写、化学计算、实验分析，对学生综合运用元素化合物知识的能力要求较高，难度较大．