Question

2．實驗室利用下圖實驗裝置進行實驗，回答下列問題：

①上圖中儀器a的名稱為錐形瓶．
②實驗室用裝置A制取氧氣的化學方程式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，在圖右側框內(nèi)畫出排氣法收集氧氣的裝置示意圖．
③實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣時選用B裝置為反應裝置．實驗中，同學們發(fā)現(xiàn)不能得到平穩(wěn)的氧氣流．大家提出從兩個方面加以改進：
一是把發(fā)生裝置由B改為C（填字母編號），其理由是分液漏斗可以控制加入過氧化氫溶液的速率．
二是將過氧化氫溶液加水稀釋．若把50g 質(zhì)量分數(shù)為20%的過氧化氫溶液稀釋成5%的過氧化氫溶液，需加水的質(zhì)量為150g．
④某同學為測定過氧化氫溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，向過氧化氫溶液中加入二氧化錳制取氧氣，相關數(shù)據(jù)如下：

反應前物質(zhì)的質(zhì)量/g		充分反應后物質(zhì)的質(zhì)量/g
過氧化氫溶液	二氧化錳	固體與液體混合物質(zhì)量
68.0	0.1	66.5

請計算：
I．該同學制得氧氣的物質(zhì)的量為0.05mol；
II．該同學所用過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．（根據(jù)化學方程式列式計算）5%．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實驗室常用儀器解答；
②根據(jù)實驗室用氯酸鉀制取氧氣的反應原理寫出反應的化學方程式；
③根據(jù)注射器可以控制液體的滴加速度進行分析；根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變，以及配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)溶液需要的儀器進行分析；
④根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后減少的質(zhì)量為生成的氧氣的質(zhì)量，利用氧氣的質(zhì)量求出過氧化氫的質(zhì)量．

解答 解：①上圖中儀器a的名稱為錐形瓶；
②實驗室用氯酸鉀制取氧氣的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，可以用排水法或向上排空氣法收集，
排氣法收集氧氣的裝置示意圖為：
③過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
注射器可以控制液體的滴加速度，所以把發(fā)生裝置由B改為C，其理由是：可以控制液體的滴加速度；
把50g質(zhì)量分數(shù)為20%的過氧化氫溶液稀釋成5%的過氧化氫溶液，得到溶液的質(zhì)量為：$\frac{50g×20%}{5%}$=200g，所以需加水的質(zhì)量為200g-50g=150g；
④根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后減少的質(zhì)量為生成的氧氣的質(zhì)量，68g+0.1g-66.5g=1.6g，該同學制得氧氣的物質(zhì)的量為：$\frac{1.6g}{32g/mol}$=0.05mol；
設參加反應的過氧化氫質(zhì)量為x
2H₂O₂  $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑   
68                 32
x                  1.6g
                
$\frac{68}{x}=\frac{32}{1.6g}$                                 
x=3.4g
溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{3.4g}{68g}$×100%═5.0%      
答案：
①錐形瓶；
②2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；；
③C； 分液漏斗可以控制加入過氧化氫溶液的速率；  150；
④0.05 mol；5.0%．

點評 本題主要考查儀器的用途、反應表達式的書寫，實驗裝置的選擇，選擇發(fā)生裝置時，要考慮反應物的狀態(tài)、反應條件等因素；選擇收集裝置時，要考慮氣體的水溶性、能否和水發(fā)生化學反應、密度、能否和空氣中的物質(zhì)發(fā)生化學反應等因素．