Question

4．某二氧化锰样品中含有杂质炭，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：在一定量的样品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）仪器①的名称是长颈漏斗．如果该实验选择图㈠装置来制取氧气，则所用药品为H₂O₂、MnO₂（填化学式），反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用图㈡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a（填“a”或“b”，下同）端通入；若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，气体应从b端通入．
（3）图㈢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，其作用是吸收空气中的二氧化碳．
（4）为验证图㈢中装置②已将CO₂吸收完全，可在装置②与③之间加入图㈣装置进行证明，则图㈣装置中加入的试剂为B（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㈢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94%（填计算结果）．

Answer 1

分析 （1）该图的发生装置适用于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，确定气体的进气口；
（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．

解答 解：（1）据图可以看出，该仪器是长颈漏斗；使用B图（一）装置制取氧气，是固液常温型反应，故使用的药品是过氧化氢和二氧化锰；反应生成水和氧气；
故答：长颈漏斗；H₂O₂、MnO₂；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）烧瓶充满水来收集氧气，气体应从a端通入，进行气体干燥，则气体从b端通入，故填：a，b；
（3）碱石灰既可以吸收水分也可以吸收二氧化碳气体；为防止氢氧化钠溶液吸收空气中二氧化碳影响探究结果，因此在本装置中，增加装有碱石灰的干燥管③，用来吸收空气中二氧化碳，减少对实验结果的影响；
故答：吸收空气中的二氧化碳；
（4）为检验装置②中排出气体是否含有二氧化碳以检验二氧化碳被完全吸收，可在装置②与③之间加入澄清石灰水，澄清石灰水不变浑浊，可以说明二氧化碳被全部吸收；
故选：B；
（5）图㈢中用来吸收产生的二氧化碳的装置②反应前后的质量差为1.1 g，
所以增重的量即为吸收的二氧化碳的量，即吸收了二氧化碳质量为1.1g，
其中含C元素质量=1.1g×$\frac{12}{44}$×100%=0.3g，即混合粉末中含有0.3g木炭粉，
则含有黑色二氧化锰的质量分数=$\frac{5g-0.3g}{5g}$×100%=94%；故填：94%．

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．