题目内容

20．有些晶体按比例带有一定量的结晶水，带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水．草酸晶体（H2C2O4•xH2O）在常温下是一种无色透明晶体．草酸晶体受热时分解的化学方程式为：H2C2O4•xH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+1）H2O+CO2↑+CO↑
某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验，测定草酸晶体中结晶水的质量分数．（图中固定装置已略去，装置气密性良好，装置A、B中的试剂足量，注射器量程足够）
Ⅰ．测量装置A、B的质量，排尽注射器中的空气，连接装置；
Ⅱ．取质量为m的草酸晶体，加热至完全分解，将产物全部通入以上装置；
Ⅲ．测量并记录装置A增加的质量为a，装置B增加的质量为b，装置C读数为V；
Ⅳ．甲、乙、丙三位同学分别利用装置A、B、C所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数．请回答下列问题：
（1）装置A中盛放的液体是浓硫酸；装置B的作用是吸收生成的二氧化碳气体；装置C的作用之一是测量一氧化碳的体积．
（2）乙同学对利用装置B测量结果计算的可靠性经行反思与评价，认为反应后装置A中残留的气体会使自己的计算结果偏大（填“偏小”或“偏大”）．
（3）甲同学依据装置A测量结果计算结晶水的质量分数为$\frac{5a-m}{4m}×100%$（用代数式表示）．

分析 （1）根据加热后的产物来分析，A是用来吸收生成的水蒸气、B是吸收生成的二氧化碳，C是收集生成的一氧化碳；
（2）根据题意，A中残留气体中含有少量的二氧化碳；
（3）根据参加反应的草酸晶体以及生成水的质量，利用化学方程式进行计算．

解答 解：（1）吸收生成的水蒸气应该用浓硫酸；吸收生成的二氧化碳气体用浓氢氧化钠溶液；最后剩余的一氧化碳气体进入注射器；故填：浓硫酸；吸收生成的二氧化碳气体；一氧化碳；
（2）气体部分残留在A中，导致少量的二氧化碳没有被B装置完全吸收，A质量偏大，导致测量结果偏大，故填：偏大；
（3）解：H2C2O4•xH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+1）H2O+CO2↑+CO↑
                 90+18x         18（x+1）
                   m               a
则：$\frac{90+18x}{m}=\frac{18（x+1）}{a}$
x=$\frac{m-5a}{a-m}$
则结晶水的质量分数为$\frac{18×\frac{m-5a}{a-m}}{90+18×\frac{m-5a}{a-m}}$×100%=$\frac{5a-m}{4m}×100%$．
故答案为：$\frac{5a-m}{4m}×100%$．

点评 本题属于信息题的考查，解题的关键是依据题目的信息结合相关的知识进行分析，本题要求熟练运用二氧化碳、一氧化碳、水等的性质并能根据化学方程式进行分析和计算．

练习册系列答案
相关题目
10．在用稀盐酸和氢氧化钠溶液进行中和反应实验时，反应过程中溶液的酸碱度变化如图所示．
（1）该反应的化学方程式为HCl+NaOH═NaCl+H2O；
（2）该实验操作是将氢氧化钠溶液滴加到另一种溶液中；
（3）当加入溶液的质量为ag时，所得溶液中的溶质为（写化学式）HCl、NaCl；
（4）当加入溶液的质量为bg时，向所得溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈红色．
11．下列关于空气的说法中，正确的是（　　）
A．空气中含有很多物质，其中只有氧气是有用的，其他成分都是有害的
B．空气主要供给人类呼吸，在工业农业生产上用途不大
C．把空气中的其他成分都分离出去，只留氧气，更有益于人类的发展
D．空气是多种物质组成的，是维持自然生命的支柱，防止空气污染是极其重要的
8．生石灰常用作食品干燥剂，其包装袋上除了标明主要成分为生石灰外，还提醒人们注意：不可食用，不可浸水，不可开袋，儿童勿碰．
Ⅰ．华雪同学通过探究发现，某食品包装装中的生石灰干燥剂已经变质失效．他采用的探究方法是：取少量样品于试管中，加入少量水，用手触摸试管外壁，没有明显的放热现象．此实验中加入的水必须是少量的，理由是水太多时会吸收较多的热量，从而使放热现象不明显．
Ⅱ．甲、乙同学想知道刚从食品装中取出的生石灰干燥剂的成分，进行了如下探究：
【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质？
【查阅资料】工业上用高温煅烧石灰石的方法来制取生石灰．
【猜想与假设】猜想1：含有氧化钙、氢氧化钙
猜想2：含有氧化钙、碳酸钙
猜想3：含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：
甲同学实验：取少量样品于试管中，加入适量水充分反应后，再滴加几滴无色酚酞溶液，可观察到溶液呈红色．
乙同学实验：取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸，有无色无味的气体产生，该气体能使澄清的石灰水变浑浊．
【结论与反思】
（1）猜想1错误（填“1”或“2”或“3”）．
（2）甲同学实验中，发生反应的化学方程式是CaO+H2O=Ca（OH）2，溶液呈红色的原因是氢氧化钙溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红．
（3）乙同学实验中产生气体的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．
（4）乙同学认为甲同学的实验是多余的，因为乙在有氧化钙的情况下，无法检验是否含有氢氧化钙．
【总结与提升】
（1）甲、乙同学最终无法确定该生石灰干燥剂的成分，实验失败．华雪同学认为，可以通过定量实验来确定．在定量实验时一定要用到的实验操作是称量．
（2）打开食品包装装后，生石灰干燥剂不宜继续与食品放在一起，因为生石灰吸收空气中的水，会加速食品变质．
（3）请写出工业上制生石灰的化学方程式CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑．
15．下列各组物质的变化，前者是化学变化，后者是物理变化的是（　　）
A．浓盐酸挥发、白磷自燃B．铁生锈、干冰升华
C．冰化成水、火药爆炸D．工业制O2，O2不易溶于水
5．某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：
（1）用如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁钉）．

①甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果．乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管ABC（填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论．
②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中是否更容易锈蚀．
③为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金．这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起性质的变化．
（2）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱．有的同学认为这种方案不够合理，理由是没控制相同的条件，颗粒大小不同
1．
（3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，所得固体中一定含有的物质是Cu，且反应后溶液质量比反应前减小（填“增大”“减小”或“不变”）．
12．四位同学正在讨论某一化学方程式表示的意义，他们所描述的化学方程式是（　　）
甲：反应在点燃条件下进行乙：各物质的分子个数比为2：1：2
丙：是化合反应丁：各物质的质量比1：8：9．
A．S+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ SO2B．2C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2
C．2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2OD．3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4
9．如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

（1）实验室用加热高锰酸钾固体制氧气应选择的收集装置是D或F（填字母序号），病房常用G装置检查氧气的输出速度，连接病人呼吸道的是①（填序号）．
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
某化学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气，实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气流，大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为C，其理由是注射器能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率；
二是将过氧化氢溶液加水稀释．溶液的稀释需要经过计算、量取、混匀三个步骤．如果把50g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为150g，在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有①⑤⑥（填数字序号）．
　 ①量筒 ②药匙 ③试管 ④酒精灯 ⑤滴管 ⑥玻璃棒　 ⑦托盘天平
（3）选用F装置收集气体时，下列实验操作正确的是①②③（填序号）．
①反应前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖住瓶口，倒立在盛水的水槽中
②开始反应后等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶
③收集气体后，将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽
（4）请写出下列物质与氧气反应的化学方程式：
①铁丝在纯氧气中燃烧3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4；
②磷在空气中燃烧4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
10．为了使灯泡经久耐用，常向灯泡里充的气体是（　　）
A．二氧化碳B．氢气
C．氧气D．氮气和氩气的混合气体

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