Question

15．如图所示为实验室常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器．试根据题目要求，回答下列问题：

（1）小欣同学用过氧化氢溶液与二氧化锰为原料，在实验室制取并收集一瓶干燥的氧气．
①该反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②所选仪器的连接顺序为ABD（填写仪器序号字母）．
③反应完毕，从混合物中分离出二氧化锰的最佳方案是溶解、过滤、洗涤、干燥．
（2）某实验小组的同学用锌和稀硫酸反应制取氢气，并用来测定某氧化铜样品的纯度，其实验装置及实验数据如图表所示．（已知：样品中杂质不参与反应，H₂+CuO═Cu+H₂O，设各步均完全反应．）

	装置B中固体质量	装置C1的质量
反应前	10.0克	150.8克
反应后	8.4克	152.8克

①甲同学通过测量反应前、后装置B中固体的质量变化，可计算出氧化铜样品的纯度为80.0%（数据精确至0.1%）．
②乙同学通过测量反应前、后装置C₁的质量变化，计算出该氧化铜样品的纯度为88.9%．试分析乙同学计算结果存在误差的原因：生成的氢气中混有的水蒸气．
请你对上图实验装置提出具体的改进措施：将C₂装置放在AB装置之间．

Answer 1

分析 （1）据过氧化氢制取氧气的反应原理，氧气性质及化合物分离的方法解答；
（2）①根据质量守恒定律，反应应前后B中固体的质量差，即为反应中失去氧的质量，从而计算氧化铜的量；
②反应生成的氢气中混有的水蒸气，会导致结果偏大；

解答 解：①过氧化氢溶液与二氧化锰混合反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②用过氧化氢溶液与二氧化锰为原料，在实验室制取并收集一瓶干燥的氧气，反应不需加热，发生装置选择A，用浓硫酸干燥，用向上排空气法收集，故连接顺序为：ABD；
③氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应后的残留物是氯化钾和二氧化锰的混合物；氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，可采用加水溶解、过滤、洗涤、干燥的方法分离出二氧化锰．
（2）①根据质量守恒定律可知：水中氧元素的质量=氧化铜中氧元素的质量，10g-8.4g=1.6g，反应应前后B中固体的质量差，即为反应中生成水中氧的质量，则氧化铜的质量是1.6÷$\frac{16}{80}$×100%=8g，然后求氧化铜样品的纯度=$\frac{8g}{10.0g}$×100%=80.0%；
②生成的氢气中混有的水蒸气，会导致结果偏大，改进措施是将C₂装置放在AB装置之间，用浓硫酸吸收氢气中的水蒸气，然后在进行试验．
故答案为：（1）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；②ABD；③溶解、过滤、洗涤、干燥；
（2）①80.0%；②将C₂装置放在AB装置之间．

点评 本考点主要考查了仪器的连接和气体的干燥，同时也考查了化学方程式的书写和有关的计算等，综合性比较强，本题能较好的考查学生分析、解决问题的能力．