Question

5．某二氧化锰样品中含有杂质炭，为测定样品中二氧化锰的质量分数，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，然后用氢氧化钠溶液吸收CO₂来进行分析测定．（碱石灰也可以吸收CO₂）

（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，则所用固体药品的作用为催化作用，铁丝在氧气中燃烧的化学表达式为3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（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，其作用是防止空气中的二氧化碳进入②中，影响测定结果．；加热结束后还要继续通一会儿氧气，作用是把生成的二氧化碳赶尽使其充分与氢氧化钠反应．
（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）根据发生装置的选择条件即可．
（2）根据装置的特点结合气体的性质决定进出口．
（3）由题目信息（使杂质炭在加热条件下反应生成CO₂来进行分析测定）可知，二氧化碳的测定对实验很重要．因为空气也有二氧化碳．所以要消除空气中二氧化碳对实验的影响．
（4）检验二氧化碳常用试剂就是澄清石灰水．
（5）代入质量分数的计算公式即可．

解答 解：
（1）仪器①为长颈漏斗；图一装置属于固体和液体不加热制取气体的装置，故如果该实验选择图㈠装置来制取氧气，需选择二氧化锰与双氧水，二氧化锰作催化剂；铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁；故答案为：长颈漏斗；催化作用；3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）若烧瓶充满水来收集氧气，则水从b管排走，故a管进气，若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，气体应从b管进；故答案为：a；b
（3）根据题目信息（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）可知，本实验是通过计算二氧化碳的质量测定质量分数的，所以必须排除空气中的二氧化碳的干扰；二氧化碳可以和碱石灰反应；加热结束后还要继续通一会儿氧气，作用是加热结束后还要继续通一会儿氧气，作用是把生成的二氧化碳赶尽使其充分与氢氧化钠反应．
故答案为：防止空气中的二氧化碳进入②中，影响测定结果；把生成的二氧化碳赶尽使其充分与氢氧化钠反应．
（4）检验二氧化碳常用方法就是通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，说明是二氧化碳．故答案为：B．
（5）根据题干信息可知，图（三）中装置②反应前后的质量差1.1g就是二氧化碳的质量．
设碳的质量是X，
C+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂
12        44
X         1.1
即：$\frac{12}{x}=\frac{44}{1.1g}$
得：X═0.3g；
碳的质量分数═$\frac{0.3g}{5.0g}$×100%═6%；∴二氧化锰的质量分数就是1-6%=94%．
故答案为：94%．

点评 本题考查了混合物中某成分含量的测定，完成此题，可以依据物质的性质结合题干提供的信息进行．