Question

某興趣小組為驗(yàn)證日常生活用的火柴頭上含有KclO₃、MnO₂、S，設(shè)計(jì)了如圖1實(shí)驗(yàn)流程：

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）為驗(yàn)證氣體A，按圖2甲所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：若能觀察到

KMnO₄溶液（紫紅色）褪色

的現(xiàn)象，即可證明火柴頭上含有S元素．
（2）步驟②的實(shí)驗(yàn)操作裝置如2乙所示，該操作的名稱是

減壓過(guò)濾

，其工作原理是

當(dāng)找開自來(lái)水龍頭，裝置內(nèi)部的空氣隨自來(lái)水被帶走，導(dǎo)致裝置內(nèi)部壓強(qiáng)減小，使過(guò)濾速度加快，得到較干燥的固體物質(zhì)

．
（3）要證明火柴頭中含有Cl元素的后續(xù)實(shí)驗(yàn)步驟是

取濾液C，加入HNO₃和AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素

．
（4）有學(xué)生提出檢驗(yàn)火柴頭上KClO₃另一套實(shí)驗(yàn)方案（如圖3）：有關(guān)的離子反應(yīng)方程式為

ClO₃^?+3NO₂^?+Ag⁺=AgCl↓+3NO₃^?

，有人提出上述方法中出現(xiàn)白色沉淀并不能充分說(shuō)明火柴頭上KClO₃的存在，其理由是

AgNO₂與AgCl均為不溶于水的白色沉淀

．
（5）該小組猜測(cè)濾渣D對(duì)雙氧水分解制氧氣的速率會(huì)產(chǎn)生一定的影響，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下5次實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	H2O2溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%	H2O2溶液用量/毫升	物質(zhì)D用量/克	反應(yīng)溫度/℃	收集氣體體積/毫升	所需時(shí)間/秒
①	30	5	0	85	2	3.8
②	15	2	0.1	20	2	2.8
③	15	2	0.2	20	2	2.2
④	5	2	0.1	20	2	7.4
⑤	30	5	0	55	2	10.5

由上表可知，實(shí)驗(yàn)①和⑤能證明溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，實(shí)驗(yàn)

②

和

③

證明物質(zhì)D的用量越大，反應(yīng)速率越快．
（6）寫出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

2KClO₃

MnO2  .

2KCl+3O₂↑S+O₂

點(diǎn)燃  .

SO₂

．

Answer 1

分析：根據(jù)題干提供的信息進(jìn)行分析：（1）火柴頭中含有硫能燃燒，S與O₂反應(yīng)生成了SO₂，SO₂具有還原性，可用酸性高錳酸鉀溶液來(lái)檢驗(yàn)．（2）減壓過(guò)濾，其基本原理是壓強(qiáng)問(wèn)題．（3）而KClO₃受熱分解成KCl和O₂，故只要驗(yàn)證出濾液中含有Cl^-，即可驗(yàn)證了火柴頭中含有氯元素．（4）有學(xué)生提出檢驗(yàn)火柴頭上KClO₃另一套實(shí)驗(yàn)方案中，沒有考慮到AgNO₂與AgCl均為不溶于水的白色沉淀，因而不能證明KClO₃的存在．（5）根據(jù)雙氧水分解制取氧氣的速率快慢，即可證明MnO₂的用量對(duì)速率的影響．（6）寫出步驟①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式，要注意KClO₃受熱分解、S與O₂反應(yīng)生成了SO₂．

解答：解：（1）從氧化還原反應(yīng)角度考查SO₂的檢驗(yàn)可用KMnO₄溶液，SO₂具有還原性，能被KMnO₄溶液氧化；故答案為：KMnO₄溶液（紫紅色）褪色
（2）本小題考查新教材中出現(xiàn)的減壓過(guò)濾，其基本原理是壓強(qiáng)問(wèn)題，利用壓強(qiáng)差加快過(guò)濾速度；故答案為：減壓過(guò)濾（或抽濾），工作原理是：當(dāng)找開自來(lái)水龍頭，裝置內(nèi)部的空氣隨自來(lái)水被帶走，導(dǎo)致裝置內(nèi)部壓強(qiáng)減小，使過(guò)濾速度加快，得到較干燥的固體物質(zhì)．
（3）KCl可溶于水，所以濾液C中含有KCl，可用HNO₃和AgNO₃溶液檢驗(yàn)；故答案為：取濾液C，加入HNO₃和AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產(chǎn)生，即可證明火柴頭中含有氯元素．
（4）通過(guò)浸泡得到KClO₃溶液，然后被NaNO₂還原為Cl^-，但要考慮AgNO₂不溶于水，能溶與稀硝酸的性質(zhì)；故答案為：ClO₃^?+3NO₂^?+Ag⁺=AgCl↓+3NO₃^?
AgNO₂與AgCl均為不溶于水的白色沉淀．
（5）從反應(yīng)條件的控制出發(fā)，可從表中數(shù)據(jù)得到影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾個(gè)因素，在②和③中，H₂O₂溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%、用量，反應(yīng)溫度、收集的氣體體積均不變，只有D的用量改編，故能證明D的用量與反應(yīng)速率的關(guān)系；故答案為：②和③．
（6）要求寫出相關(guān)反應(yīng)方程式，主要考查思維的嚴(yán)密性，特別注意單質(zhì)S燃燒生成SO₂；故答案為：2KClO₃

MnO2  .

 2KCl+3O₂↑   S+O₂

點(diǎn)燃  .

SO₂．

點(diǎn)評(píng)：本題以“火柴頭中某些成分的檢驗(yàn)”為基本素材，貼近生活，既考查了實(shí)驗(yàn)基本操作（如減壓過(guò)濾等）、元素化合物的性質(zhì)（如SO₂、NaNO₂、KClO₃的性質(zhì)等），又考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)條件的控制等，是一道能體現(xiàn)新課程理念試題．