Question

【題目】活性炭?jī)?nèi)部有許多微細(xì)孔隙，可用于脫色，脫色原理的微觀示意圖如圖。實(shí)驗(yàn)小組對(duì)活性炭使有色物質(zhì)褪色進(jìn)行探究。

（猜想假設(shè)）有色物質(zhì)的微粒被吸附在活性炭孔隙里，從而褪色。

（查閱資料）

i．品紅溶液、水果口味汽水、紅墨水等溶液中均含有有顏色的有機(jī)物。有機(jī)物是指含碳元素的化合物，但不包括碳的氧化物、碳酸和碳酸鹽。

ii．高錳酸鉀（KMnO4）為無(wú)機(jī)物，其水溶液為紫紅色。MnSO4可以與鉍酸鉀反應(yīng)生成KMnO4。

（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

將下列5種溶液，各取20 mL，依次倒入5個(gè)相同的自制活性炭?jī)羲�器中，如圖，放置相同時(shí)間，打開(kāi)活塞，觀察溶液顏色，現(xiàn)象見(jiàn)下表。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②	③	④	⑤
有色溶液	品紅溶液	橙味汽水	紅墨水	酸性KMnO4溶液	CuSO4溶液
現(xiàn)象	紅色溶液褪為無(wú)色	橙黃色溶液褪為無(wú)色	紅色溶液褪為無(wú)色	紫紅色溶液 褪為無(wú)色	藍(lán)色溶液 無(wú)明顯變化

（結(jié)果討論）

（1）在上述實(shí)驗(yàn)①~⑤中，活性炭更容易使有顏色的______（填“無(wú)機(jī)物”或“有機(jī)物”）褪色。

（2）若用紫色葡萄味汽水做上述實(shí)驗(yàn)，可以觀察到的現(xiàn)象是______。

（3）已知品紅溶液中有色物質(zhì)微粒直徑d約為1.0 nm，結(jié)合猜想推測(cè)品紅溶液褪色的原因：活性炭孔隙直徑D_____（填“≥”或“≤”）d，有色物質(zhì)的微粒被吸附在活性炭孔隙里，從而褪色。

（深入探究）小組同學(xué)對(duì)酸性KMnO4溶液的褪色產(chǎn)生興趣并繼續(xù)探究。

（4）KMnO4是自身見(jiàn)光分解了嗎？有同學(xué)發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀溶液盛放在棕色試劑瓶中，而棕色試劑瓶用于盛放見(jiàn)光易分解的化學(xué)藥品，由此猜測(cè)高錳酸鉀溶液可能在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④時(shí)由于見(jiàn)光分解而褪色。小康同學(xué)設(shè)計(jì)了合理的對(duì)照實(shí)驗(yàn)證明這個(gè)猜測(cè)不成立。

實(shí)驗(yàn)方案：取20 mL相同濃度的酸性KMnO4溶液，______，放置相同時(shí)間，溶液顏色無(wú)明顯變化。

（5）KMnO4是與活性炭發(fā)生反應(yīng)了嗎？

老師查閱文獻(xiàn)：活性炭能與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)，生成幾乎無(wú)色的MnSO4，從而使溶液褪色。小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：取實(shí)驗(yàn)④出水口的溶液于試管中，向其中加入試劑X。預(yù)設(shè)觀察無(wú)色溶液是否變?yōu)樽霞t色。則試劑X是______。

（實(shí)驗(yàn)反思）

（6）活性炭使有色物質(zhì)褪色時(shí)發(fā)生的變化可能有______（填“物理”或“化學(xué)”或“物理和化學(xué)”）變化。

Answer 1

【答案】有機(jī)物 紫色溶液褪為無(wú)色 ≥ 用無(wú)色透明玻璃瓶盛放 鉍酸鉀 物理和化學(xué)

【解析】

結(jié)果討論：

（1）品紅溶液、水果口味汽水、紅墨水等溶液中均含有有顏色的有機(jī)物，在上述實(shí)驗(yàn)①~⑤中，品紅溶液、橙味汽水、紅墨水、酸性高錳酸鉀溶液均褪色，硫酸銅溶液不褪色，可看出活性炭更容易使有顏色的有機(jī)物褪色。

（2）紫色葡萄味汽水含有紫色有機(jī)物，若用紫色葡萄味汽水做上述實(shí)驗(yàn)，可以觀察到的現(xiàn)象是紫色溶液褪為無(wú)色。

（3）已知品紅溶液中有色物質(zhì)微粒直徑d約為1.0 nm，結(jié)合猜想推測(cè)品紅溶液褪色的原因：活性炭孔隙直徑D≥d，有色物質(zhì)的微粒被吸附在活性炭孔隙里，從而褪色。

深入探究：

（4）取20 mL相同濃度的酸性高錳酸鉀溶液，用無(wú)色透明玻璃瓶盛放，放置相同時(shí)間，溶液顏色無(wú)明顯變化。

（5）MnSO4可以與鉍酸鉀反應(yīng)生成紫紅色的KMnO4，取實(shí)驗(yàn)④出水口的溶液于試管中，向其中加入試劑X，預(yù)設(shè)觀察無(wú)色溶液是否變?yōu)樽霞t色，則試劑X是鉍酸鉀。

實(shí)驗(yàn)反思：

（6）活性炭使有色物質(zhì)褪色，活性炭也能與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)，生成幾乎無(wú)色的MnSO4，發(fā)生的變化可能有物理和化學(xué)變化。