题目内容

20．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、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}}{△}$2KCl+3O2↑．
Ⅱ．小强和小明同学欲用锌和稀硫酸反应制取氢气，然后利用氢气测定某氧化铜样品中含CuO的质量分数（假设杂质不挥发，也不发生反应）．仪器的连接顺序为：A→D1→C→D2→D3．（已知：CuO+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H2O；其中
D1、D2、D3为三个浓硫酸洗气瓶）
（1）在装置C处看到的主要现象是黑色粉末变红．
（2）小强欲通过测量反应前后D2浓硫酸洗气瓶的质量变化，测算氧化铜样品中含有CuO的质量分数．实验中，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）若实验前所取氧化铜样品的质量为m克，实验后测得洗气瓶D2的质量增加n克，则该氧化铜中CuO的质量分数为$\frac{40n}{9m}$×100%．（计算结果可为分数形式）．
（4）小明说：“即使不连接D1，若通过测量反应前后玻璃管及固体物质的质量变化，也能正确地测算氧化铜样品中CuO的质量分数”．

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）据氧化铜是黑色粉末，铜粉是红色物质分析解答．
（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铜样品的纯度偏大；
②根据氢气是否参与反应影响实验及安全性角度分析；
（3）据洗气瓶D2增加的质量是生成的水的质量，并结合方程式计算；
（4）玻璃管内固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量，结合氧化铜的化学式可计算出氧化铜的质量，进而计算出样品中氧化铜的 质量分数．

解答 解：Ⅰ．
（1）B装置是用来制取氧气的装置，由于浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥气体，所以再通过浓硫酸把氧气干燥后再进行收集，由于要收集干燥的氧气，根据密度比空气大，用向上排空气法收集，所以仪器的连接顺序为B→D→F；
（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，反应的化学方程式为：2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；
Ⅱ．
（1）氢气和黑色的氧化铜在加热的条件下可反应生成红色的铜和水，故现象为：黑色粉末变红；
（2）①若不连接D1，氢气中的水蒸气无法除去，会导致测定的水的质量偏大，从而导致计算出的氧化铁质量偏大，则计算出样品纯度的结果将偏大；
②没有加热之前就通了一会氢气，以排净装置内的空气，防止爆炸的产生，氢气没有参加化学反应，则测算结果将不受影响；
（3）浓硫酸具有吸水性，洗气瓶D2增加的质量是反应生成的水的质量，设样品中氧化铜的质量为x，则有
CuO+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H2O
80            18
x             ng
$\frac{80}{18}$=$\frac{x}{ng}$
 x=$\frac{40n}{9}$g
∴样品中氧化铜的质量分数是：$\frac{\frac{40n}{9}g}{mg}$×100%=$\frac{40n}{9m}$；
（4）玻璃管内固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量，结合氧化铜的化学式可计算出氧化铜的质量，进而计算出样品中氧化铜的 质量分数；
故答案为：Ⅰ．（1）B→D→F；    （2）2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；
Ⅱ．（1）黑色粉末变红；（2）①偏大；    ②不受影响；（3）$\frac{40n}{9m}$；（4）玻璃管及固体物质．

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，方程式计算等知识，综合性比较强，要结合题意细心解答．

练习册系列答案
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18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：

（1）指出实验中A、B仪器的名称：A广口瓶、B烧杯．
（2）图I实验中发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（3）图Ⅱ实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯．
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．
④读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是③①②④ （填序号）．
（4）图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1 mL刻度处才停止．
（5）对照图Ⅱ实验，你认为图I实验有何不足之处？（回答一点即可）误差大、易造成空气的污染．
11．下列家庭小实验不能成功的是（　　）
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8．水是生命之源．生活中硬水变成软水的方法是煮沸；用新型消毒剂一氯胺（NH2Cl）消毒时，发生反应NH2Cl+X═NH3+HClO，X的化学式为H2O．
15．已知，过氧化钠（化学式为Na2O2）是一种浅黄色固体粉末，可用作呼吸面具里的供氧剂利用人呼出的二氧化碳与过氧化钠反应放出氧气，供给人的正常生命活动，该反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2．某同学利用该反应原理制取氧气，设计实验装置如图所示：

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若用稀盐酸和石灰石制取CO2，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．若用加热NaHCO3固体制取CO2，应该选用的发生装置为A（选填如图字母）．

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（3）④为O2的收集装置，可选用装置C、E（选填如图字母）．
5．下列物质的性质中，属于化学性质的是（　　）
A．二氧化碳能溶于水B．活性炭具有吸附性
C．氢氧化钠易潮解D．甲烷能在空气中燃烧
12．连盐铁路是国家沿海铁路大通道的重要组成部分，也是实施江苏沿海开发国家战略的重要基础设施项目．预计2017年我县也将逐步跨入“高铁时代”如图1

（1）钢轨建设需要大量的钢铁，钢铁是混合物（选填“纯净物”或“混合物”）；属于金属（选填“金属”或“复合”）材料．
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