Question

氫氣在空氣中燃燒生成水，這是人人皆知的常識。但有同學提出：類似鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉，氫氣在空氣中燃燒會不會生成H₂O₂呢？根據我們的經驗：雙氧水不穩定，即使是有少量的雙氧水生成，也會因火焰的高溫而分解。某課外興趣小組設計了下圖實驗裝置驗證氫氣在空氣中燃燒的產物中是否有雙氧水。請回答下列問題：

（1）已知，I₂遇淀粉顯藍色。甲同學從下列試劑中選擇了一種檢驗試劑，成功地檢測到了雙氧水的存在，該試劑是______。
A．淀粉溶液              B．氯化鈉溶液
C．氫氧化鈉溶液        D．淀粉KI酸性溶液
甲同學檢驗時證明有雙氧水產生的現象是________________；冰塊的作用是____________。
（2）乙同學用較稀的酸性高錳酸鉀溶液作為檢驗試劑，實驗時觀察到酸性高錳酸鉀溶液褪色（生成Mn²⁺），由此也證明了氫氣燃燒有雙氧水生成，寫出該反應的離子方程式：______________。
（3）丙同學對乙同學的檢驗方案提出質疑：若鋅粒中雜質與稀硫酸反應有少量H₂S、SO₂等氣體生成，也會使酸性高錳酸鉀溶液褪色，從而導致錯誤的判斷。為消除丙同學的疑慮，請你提出對上述實驗裝置的改進建議： ___________________。
（4）除上述檢驗雙氧水存在的方案外，請你再列舉簡便可行的驗證方案。

Answer 1

（1）D   ；淀粉KI酸性溶液變藍色 ；  降低溫度以減少過氧化氫的分解
（2）+6H⁺+5H₂O₂=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
（3）將制出的氣體通過足量的氫氧化鈉溶液（或堿石灰），再干燥后，點燃
（4）加入二氧化錳粉末觀察是否產生氣泡或滴加含NaOH的酚酞溶液，觀察溶液是否褪色。（該問根據上述分析也可以有其他答案，只要嚴密可行即可）
【試題分析】
解析：設計檢驗雙氧水是否存在的方案可以從四個方面入手：一是從雙氧水具有氧化性入手，雙氧水能在酸性條件下氧化I^-生成I₂，而已知I₂遇淀粉變藍色；二是從雙氧水具有還原性入手，H₂O₂與酸性高錳酸鉀溶液反應，作還原劑，生成氧氣；三是從它的漂白性入手，根據中學教材實驗知，過氧化鈉與酚酞試液反應，溶液先變紅后褪色，因此檢驗雙氧水可以用含氫氧化鈉的酚酞溶液檢驗；四是還可以利用雙氧水的不穩定性，在二氧化錳催化作用下分解進行檢驗。
根據該題中實驗裝置圖中的信息，用鋅粒與稀硫酸反應制氫氣，鋅粒中可能含有金屬硫化物，因此H₂中可能含有雜質氣體H₂S、SO₂等，兩者都能與強堿溶液反應，可以用堿性溶液除去。