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}$.

点评 本考点主要考查了仪器的连接和气体的除杂和干燥,同时也考查了化学方程式的书写,氢气还原氧化铁的相关知识,综合性比较强,要结合所学知识细心分析解答.

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