Question

13．科学探究离不开化学实验，根据下列实验装置，回答问题：

（1）写出一种实验室用A装置制取气体的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，检验该气体的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，即可证明为氧气．
（2）某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置最好选择C而不选用B的原因是C装置的分液漏斗能控制反应速率，欲收集到干燥的二氧化碳所选装置的接口顺序为C装置导管口接c，d接a．（填写小写字母）
（3）该同学预测定碳酸钠的纯度，取20g样品配成50g溶液，加入足量氯化钙溶液，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥，称得质量为10g，求该样品中碳酸钠的质量分数．

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；氧气的检验方法是：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气．某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置最好应选择C，因为碳酸钠是粉末，反应的速度快，分液漏斗可以控制反应的速度，二氧化碳可以用浓硫酸干燥，并且长进短出；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．根据沉淀的质量可以计算碳酸钠的质量，进一步计算该样品中碳酸钠的质量分数．

解答 解：（1）A装置适用于固体加热型，并且试管口有棉团，所以为高锰酸钾制氧气，高锰酸钾在加热的条件下可以分解产生锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．由于氧气具有助燃性，将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，即可证明为氧气；
（2）某同学用碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置最好应选择C，因为碳酸钠是粉末，反应的速度快，分液漏斗可以控制反应的速度，二氧化碳可以用浓硫酸干燥，并且长进短出；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；
（3）设10g样品中中Na₂CO₃的质量为x
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
             106         100
               x            10g
    $\frac{106}{x}=\frac{100}{10g}$
    x=10.6g
样品中碳酸钠质量分数为：$\frac{10.6g}{20g}$×100%=50.3%．
故答案为：（1）2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，即可证明为氧气；
（2）C装置的分液漏斗能控制反应速率；c；d；a；
（3）50.3%．

点评 本考点主要考查了气体的检验、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．