Question

6．如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

（1）实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，应选择发生和收集装置是AD或AF（填字母代号）．若用如图装置排水法收集氧气，其具体操作为先将装置充满水，气体从b管进入．
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
某化学学习小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用　B　装置来制氧气．实验中，同学们发现不能得到平衡的氧气流．大家提出从两个方面加以改进：一是把发生装置由　B改为C，其理由是通过控制液体的滴加速度来控制反应的速率；二是将过氧化氢溶液加水稀释．溶液的稀释需要经过计算、量取、混匀三个步骤．如果把　50g　质量分数为　20%的过氧化氢溶液稀释成　5%　的过氧化氢溶液，需加水的质量为250g；在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有①⑤⑥（填数字序号）．
①量筒   ②药匙  ③试管  ④酒精灯  ⑤滴管  ⑥玻璃棒
（3）称取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，杂质不参加反应）放入烧杯中，向其中加50g稀盐酸，二者恰好完全反应．反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1g（不包含烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计）．试计算石灰石中杂质的质量分数．

Answer 1

分析 制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．有关溶液和化学方程式的计算要准确．

解答 解：（1）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；若用如图装置排水法收集氧气，其具体操作为：先将装置充满水，气体从b管进入；故答案为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；AD或AF；先将装置充满水，气体从b管进入；
（2）实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；把B改为C，其理由是：通过控制液体的滴加速度来控制反应的速率；设需加水的质量为x，50g×20%=（50g+x）×5%，x=150g；在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有：量筒、滴管、玻璃棒；故答案为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；通过控制液体的滴加速度来控制反应的速率；250；①⑤⑥；
（3）根据质量守恒定律，二氧化碳的质量为：12.5g+50g-58.1g=4.4g；
设石灰石中碳酸钙的质量分数为x；
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
  100                                     44
12.5g•x                               4.4g
$\frac{100}{44}=\frac{12.5g•x}{4.4g}$     x=80%；
石灰石中杂质的质量分数=1-80%=20%；
答：石灰石中杂质的质量分数是20%；
故答案为：20%；

点评 本考点主要考查了有关溶液的配制、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和有关化学方程式的计算等，综合性比较强．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．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．