Question

某二氧化锰样品中含有杂质碳，为测定该样品中二氧化锰的质量分数，某兴趣小组设计了如下实验方案：在一定量的样中通入干燥纯净的氧气，使杂质炭在加热条件下反应生成CO₂来进行分析测定．

（1）如果该实验选择图（一）装置来制取氧气，反应的化学方程式为

 

．
（2）用图（二）装置可收集和干燥氧气：若烧瓶充满水来收集氧气，气体应从

 

（填“a”或“b”）
端通入．
（3）图（三）是用干燥纯净的O₂与样品反应来测定二氧化锰质量分数的装置，装置③中装有碱石灰（固体氢氧化钠和氧化钙的混合物），其作用是

 

．
（4）为验证图（三）中装置②已将CO₂吸收完全，可在装置②与③之间加入图（四）装置进行证明，则图（四）装置中加入的试剂为

 

（填字母）．
A．NaOH溶液　　　　 　　B． 澄清石灰水　　　　　　C． 浓硫酸
（5）称取5.0g二氧化锰样品进行实验，图（三）中装置②反应前后的质量差为1.1g，则样品中二氧化锰的质量分数为

 

（填计算结果）．
（6）某同学欲探究图（三）中装置②反应后溶液的组成，他做出了以下猜想：
猜想1：溶液中溶质为Na₂CO₃．猜想2：溶液中溶质为NaOH和Na₂CO₃．
【验证猜想】

步骤	实验操作	主要实验现象	结论
（1）	（1）取装置②反应后的溶液少量于试管中，加入   溶液		猜想2正确
（2）	取（1）所得少量上层清夜加入   溶液

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,气体的干燥（除水）,氧气的制取装置,盐的化学性质,碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）该图的发生装置适用天固体与液体在常温下反应制取气体，所以用该装置制取氧气时应选择过氧化氢分解的反应进行氧气的制取；
（2）分析特别装置的使用方法，说明使用该装置进行排水收集气体的连接方法；
（3）碱石灰为氢氧化钠和氧化钙的混合物，既能吸收水分也能吸收空气中的二氧化碳；
（4）检验混合气体是否还含有二氧化碳，所以选择现象明显的石灰水；
（5）分析装置质量差出现的原因，得出二氧化碳的质量，根据变化前后元素质量不变，求出混合粉末中木炭质量，再计算二氧化碳质量，最后用二氧化碳质量与混合粉末质量比，求出粉末中二氧化锰的质量分数；
（6）根据碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红进行解答．

解答：解：（1）过氧化氢和二氧化锰反应生成水和氧气，反应的化学方程式为2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（2）排水法收集气体，是利用生成的气体使装置内压强升高而把水从瓶中排出；气体聚集在容器上部，a端进气使气体无法逸出而瓶内压强增大，水从b端排出；故选a；
（3）碱石灰既可以吸收水分也可以吸收二氧化碳气体；为防止氢氧化钠溶液吸收空气中二氧化碳影响探究结果，因此在本装置中，增加装有碱石灰的干燥管③，用来吸收空所中二氧化碳，减少对实验结果的影响；
故答：吸收空气中的二氧化碳；
（4）为检验装置②中排出气体是否含有二氧化碳以检验二氧化碳被完全吸收，可在装置②与③之间加入澄清石灰水，澄清石灰水不变浑浊，可以说明二氧化碳被全部吸收；
故选B；
（5）图㈢中用来吸收产生的二氧化碳的装置②反应前后的质量差为1.1 g，
所以增重的量即为吸收的二氧化碳的量，即吸收了二氧化碳质量为1.1g，
其中含C元素质量=1.1g×

12

44

×100%=0.3g，即混合粉末中含有0.3g木炭粉，
则含有黑色二氧化锰的质量分数=

5g-0.3g

5g

×100%=94%．
故答案为：94%；
（6）碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，所以实验方案是：

步骤	实验操作	主要实验现象	结论
（1）	（1）取装置②反应后的溶液少量于试管中，加入氯化钙溶液	出现白色沉淀	猜想2正确
（2）	取（1）所得少量上层清夜加入酚酞溶液	溶液变红

故答案为：（1）氯化钙；出现白色沉淀；（2）酚酞；溶液变红．

点评：分析探究过程中各装置的作用，理清探究思路，根据探究思路逐步进行分析，找出符合探究思路的解决问题的方法．