Question

某化學小組同學為了驗證日常生活所用火柴頭中的化學成分（含KClO₃、MnO₂、S等），設計了以下實驗流程（見圖-1）： 

試回答以下問題：
（1）燃著的火柴按圖-2進行實驗，若試管中能觀察到                 的現象，則可證明火柴頭中含有硫元素。圖中針筒的作用是              。

（2）為了證明火柴頭中含有氯元素，后續的實驗步驟是                              。
（3）有同學提出檢驗火柴頭中KClO₃的另一實驗方案：

試劑A為               ，加入NaNO₂的目的是                           。
（4）設計實驗：簡述驗證濾渣D中含有MnO₂的一個實驗方案，并寫出有關反應的化學方程式。                                                                                  。

Answer 1

（1）KMnO₄溶液褪色或顏色變淺或其他正確描述（2分）、
（意思正確即可）（1分）
（2）取少量濾液C置于試管中，先后加入HNO₃、AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產生，，即可證明火柴頭中含有氯元素。（1分×3）
（3）硝酸或HNO₃（1分）；還原KClO₃（1分）
（4）取少量濾渣D加入裝有少量H₂O₂的試管中，有大量氣泡放出說明含有MnO₂（2分）；
2H₂O₂2H₂O+O₂↑（2分）或其他正確答案。

試題分析：（1）若有硫元素燃燒中生成了二氧化硫氣體會使KMnO₄溶液褪色或顏色變淺。用針筒主是使燃燒產生的氣體順利進入試管。
（2）氯元素燃燒中主要生成了氯化氫氣體，只要取少量濾液C置于試管中，先后加入HNO₃、AgNO₃溶液，若觀察到白色沉淀產生，，即可證明火柴頭中含有氯元素。相當于是氯離子的檢驗。
（3）KClO₃有強的氧化性，在酸性環境下，如加硝酸或HNO₃主要是酸化，而亞硝酸鈉有較強的還原性，可以還原KClO₃為氯離子。
（4）驗證是否有MnO₂，可以用實驗室制取氯氣的方法，也可以做為催劑如取少量濾渣D加入裝有少量H₂O₂的試管中，有大量氣泡放出說明含有MnO₂，相關反應   2H₂O₂2H₂O+O₂↑