Question

MnO₂在工业上具有广泛的用途，例如用作干电池去极剂、合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。

I.在实验室中，可以用MnO₂催化分解H₂O₂或KClO₃制备O₂。

（1）设计简单的实验验证MnO₂对H₂O₂的分解起催化作用________。

（2）如果用MnO₂催化分解KCIO₃制备并收集O₂，应选用的实验装置是_______。

若用B装置制备少量的NH₃，则a中盛放的药品是_______。

II.MnO₂是实验室中常见的氧化剂，某化学兴趣小组探究在常温下，MnO₂能否氧化酸性NaI溶液。可选用的试剂和仪器有：0.5mol/LNaI溶液，稀硫酸、稀盐酸、CCl₄、酒精、分液漏斗、烧杯、漏斗、玻璃棒、酒精灯、温度计、牛角管、锥形瓶、石棉网、铁架台（带铁圈、铁夹）。

实验的步骤如下：

①在小烧杯中加入15mLNaI溶液，加硫酸使其酸化，加适量的MnO₂，充分搅拌。

②将所得溶液过滤，观察滤液颜色。

③向滤液中加入5mL萃取剂，充分振荡。

④置于铁架台铁圈上静置。

⑤分液。

⑥将下层得到的含I₂溶液进行蒸馏使得到单质I₂。

请回答下列问题：

（1）写出步骤①中发生的离子方程式___________。

（2）观察步骤②所得滤液的颜色为_______，初步判定有单质I₂生成。

（3）萃取滤液中的碘单质所用的仪器名称为_______，选择的萃取剂是______。

（4）步骤④静置后，观察到的现象是_______。

（5）简述分液的操作：________。

（6）步骤⑥中组装蒸馏装置还缺少的仪器是___________。

Answer

取适量H2O2溶液与试管中，观察，无明显现象，将带火星的木条伸入试管，不复燃；然后加入少量的MnO2粉末，产生大量气泡，将带火星的木条伸入试管，复燃。 AG 碱石灰或氢氧化钠固体或生石灰 2I-+4H++MnO2=I2+2H2O+Mn2+ 棕黄色 分液漏斗 四氯化碳 液体分成上下两层，上层几乎无色，下层为紫色 待液体分层后，将分液漏斗上的玻璃塞打开，或使活塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗上的小孔，然后拧开漏斗颈上的旋塞，使下层液体缓缓流下，再将上层液体从伤口倒出。 蒸馏烧瓶、冷凝管

【解析】I.（1）设计简单的实验验证MnO2对H2O2的分解起催化作用，先要排除MnO2本身不分解产生O2，再对比H2O2分解加MnO2和不加MnO2的差别。取适量H2O2溶液与试管中，观察，无明显现象，将带火星的木条伸入试管，不复燃；然后加入少量的MnO2粉末，产生大量气泡，将带火星的木条伸入试管，复燃。（2）如果用MnO2催化分解KClO3制备并收集O2，是加热固体，用排水法收集O2，可选用A、G，若用B装置制备少量的NH3，用浓氨水滴到固体中，则a中盛放的药品是碱石灰或氢氧化钠固体或生石灰；

II.（1）步骤①中将NaI溶液酸化，用MnO2氧化，发生的离子方程式 2I-+4H++MnO2=I2+2H2O+Mn2+ ；（2）步骤②所得滤液是I2的水溶液，颜色为棕黄色；（3）萃取滤液中的碘单质所用的仪器名称为分液漏斗，萃取剂可用CCl4，不能用酒精，因为酒精和水互溶，不分层；（4）步骤④静置后，CCl4和水互不相溶，且CCl4密度大于水，所以观察到的现象是液体分成上下两层，上层几乎无色，下层为紫色；（5）分液的操作的步骤：待液体分层后，将分液漏斗上的玻璃塞打开，或使活塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗上的小孔，然后拧开漏斗颈上的旋塞，使下层液体缓缓流下，再将上层液体从伤口倒出。（6）步骤⑥中组装蒸馏装置，铁架台,酒精灯,蒸馏烧瓶,温度计,冷凝器,长导管,牛角管，锥形瓶,石棉网，烧杯还缺少的仪器是蒸馏烧瓶、冷凝管。

点睛：该题为实验综合题，考查实验的基础操作、仪器的基本使用、实验的设计、离子的检验、实验流程图的分析和计算等。（1）设计对比实验，即可得出结论；II.（1）步骤①中将NaI溶液酸化，用MnO2氧化，氧化还原方程式的书写是难点。