小明进行H₂O₂溶液制O₂的实验探究。结合下列过程，回答有关问题。

（1）MnO₂作催化剂，向5mL5%的H₂O₂溶液中加入少量MnO₂，立即产生大量气泡。

①写出用H₂O₂溶液制备O₂的化学方程式：____________________________________。

②用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的O₂，从所给装置图中选择并组装一套装置，其连接顺序为_______→ __________→ ________（填标号）。为了确保实验成功，在装药品之前应该_________。

③检验O₂的方法是___________________________ ，若木条复燃，则证明收集的气体为O₂。

（2）FeCl₃溶液做催化剂

向5mL5%的H₂O₂溶液中加入2滴一定浓度的 FeCl₃溶液，立即产生大量气泡。

（已知）FeCl₃溶液中主要含有三种微粒：H₂O、Fe³⁺、Cl^-

（问题）那种微粒对H₂O₂溶液的分解起催化作用？

（假设）假设一：可能是H₂O

假设二：可能是Fe³⁺

假设三：可能是Cl^-

（分析）①假设一不可能成立，理由是__________________________________________。

（实验）

（结论）②假设___成立，而假设一和另一种假设不成立。
③催化剂比较从循环利用的角度分析，_____（填化学式）更适合做该反应的催化剂。

答案

2H₂O₂ 2H₂O + O₂↑    B    C    E     检查装置气密性    将带火星的木条放置在集气瓶内    过氧化氢溶液中溶剂是水    二     MnO₂   

【解析】

本题考查了气体的制取装置和收集装置的选择，氧气的检验，催化作用的探究等。气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关；在催化作用的探究时，运用控制变量的原理。

（1）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式是2H₂O₂ 2H₂O + O₂↑；②用H₂O₂溶液制备O₂时，是固体与液体混合不需加热，可选择的发生装置是B，制得氧气中含有水蒸气，浓硫酸具有吸水性，可用装有浓硫酸的洗气瓶除去水蒸气，氧气密度大于空气，可用向上排空气法收集。制备并收集一瓶干燥的O₂，从所给装置图中选择并组装一套装置，其连接顺序为B→C→E；为了确保实验成功，在装药品之前应该检查装置气密性；

③氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。检验O₂的方法是将带火星的木条放置在集气瓶内，若木条复燃，则证明收集的气体为O₂；

（2）①假设一不可能成立，理由是过氧化氢溶液中溶剂是水；

②其他条件不变，向H₂O₂溶液中加入NaCl溶液，无明显变化，说明Cl^-对H₂O₂溶液的分解不起催化作用；其他条件不变，向H₂O₂溶液中加入Fe₂(SO₄)₃溶液，立即产生大量气泡，FeCl₃溶液和Fe₂(SO₄)₃溶液都存在Fe³⁺，说明Fe³⁺对H₂O₂溶液的分解起催化作用，假设二成立；

③MnO₂不溶于水，更容易回收，催化剂比较从循环利用的角度分析，MnO₂更适合做该反应的催化剂。