如图所示为实验室中常见的气体制备.干燥.收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时.可重复选择仪器)．试根据题目要求.回答下列问题:Ⅰ．氯酸钾(KClO3)固体在二氧化锰做催化剂并加热的条件下.能较快的分解为氯化钾和氧气．小刚同学欲在实验室中以此方法制备并收集干燥的氧气．(1)所选仪器的连接顺序为B→D→F．(2)用氯酸钾制备氧气所发生� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器）．试根据题目要求，回答下列问题：

Ⅰ．氯酸钾（KClO₃）固体在二氧化锰做催化剂并加热的条件下，能较快的分解为氯化钾和氧气．小刚同学欲在实验室中以此方法制备并收集干燥的氧气．
（1）所选仪器的连接顺序为B→D→F（填写仪器序号字母）．
（2）用氯酸钾制备氧气所发生的化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
Ⅱ．小强同学欲用锌和稀硫酸反应制取氢气，然后利用氢气测定某氧化铁样品中含Fe₂O₃的质量分数（假设杂质不会发，也不发生反应）．仪器的连接顺序为：A→D₁→C→D₂→D₃．（已知：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O；其中D₁、D₂、D₃为三个浓硫酸洗气瓶）
（1）在装药品之前，检查仪器A气密性的具体操作步骤是关闭分液漏斗的开关，先把导管的一端浸入水中，然后用热毛巾裹住锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，证明气密性良好．
（2）小强欲通过测量反应前后D₂浓硫酸洗气瓶的质量变化，测算氧化铁样品中含有Fe₂O₃的质量分数．试验中，在其他操作正常的条件下，若下列情况出现，请你对测算出的结果与实际值相比较，并作出判断（用“偏小”“偏大”“不受影响”之一填写下列空白）．
①若装置中不连接D₁，则测算结果将偏大．
②实验开始时，小强在没有加热之前就通了一会氢气，则测算结果将不受影响．
（3）若测得洗气瓶D₂的质量增加m g，则C处大玻璃管内的物质总质量应该减少$\frac{8m}{9}$g（计算结果可为分数形式）．

分析 Ⅰ．
（1）收集干燥的氧气，所以要先制取，再干燥，再收集；根据方程式的写法写出实验室制取氧气的反应原理；
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气；
Ⅱ．
（1）根据检查装置气密性的方法及注意事项分析即可；
（2）
①制取的氢气中含有水蒸气，如果不除去水蒸气，会导致计算出的氧化铁样品的纯度偏大；
②根据氢气是否参与反应影响实验、及安全性角度分析；
（3）若仪器D₂浓硫酸洗气瓶的质量增加mg，因此水中氧元素的质量是C处大玻璃管内的物质总质量应该减少的质量．

解答解：Ⅰ．（1）如果用氯酸钾制氧气就需要加热，氧气可以用浓硫酸干燥，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，用向上排空气法收集的氧气比较纯净；
（2）氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，配平即可，反应的化学方程式是 2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
Ⅱ．（1）检查仪器A气密性的具体操作步骤是：关闭分液漏斗的开关，先把导管的一端浸入水中，然后用热毛巾裹住锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，证明气密性良好；
（2）①若不连接D₁，氢气中的水蒸气无法除去，会导致测定的水的质量偏大，从而导致计算出的氧化铁质量偏大，则计算出样品纯度的结果将偏大，
②没有加热之前就通了一会氢气，以排净装置内的空气，防止爆炸的产生，氢气没有参加化学反应，则测算结果将不受影响；
（3）若仪器D₂浓硫酸洗气瓶的质量增加mg，因此生成水的质量是mg，水中氧元素的质量，是C处大玻璃管内的物质总质量应该减少的质量，mg水中氧元素的质量=mg×$\frac{16}{18}$=$\frac{8m}{9}$g；，则C处大玻璃管内的物质总质量应该减少$\frac{8m}{9}$g；
故答案为：
Ⅰ．（1）B→D→F；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
Ⅱ．（1）关闭分液漏斗的开关，先把导管的一端浸入水中，然后用热毛巾裹住锥形瓶，如果导管口有气泡冒出，证明气密性良好；
（2）①偏大；②不受影响；
（3）$\frac{8m}{9}$．