Question

14．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（一）装置来制取氧气，反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用图（二）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（三）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氢氧化钠溶液中．
（4）为验证图（三）中装置②已将CO₂吸收完全，可在装置②与③之间加入图（四）装置进行证明，则图（四）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（三）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）熟悉常用仪器的名和用途，根据装置的特点选择药品制取氧气，写出反应的化学方程式；
（2）根据氧气的密度、用浓硫酸干燥气体的要求分析回答进气口；
（3）根据二氧化碳能与氢氧化钙反应分析回答；
（4）在实验室中常用澄清的石灰水来检验二氧化碳气体；
（5）根据二氧化碳的质量求出碳的质量，在求出二氧化锰的质量分数．

解答 解：（1）由装置可知，仪器仪器①的名称是长颈漏斗；本装置适用于固体物质与液体反应制取气体，因此选择该装置制取氧气时，应选择过氧化氢催化分解的反应，方程式为：；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用图（二）装置可收集和干燥氧气：若烧瓶充满水来收集氧气，由于氧气的密度小于水的密度，气体应从a端通入；若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，气体应通入到浓硫酸中，气体从b端通入．
（3）图（三）用来吸收反应所产生的二氧化碳气体，如果直接与外界大气相连，则会因吸收空气中的二氧化碳而使测定结果出现较大偏差，因此连接仪器③，防止空气中二氧化碳与仪器②中溶液发生反应；
（4）检验二氧化碳气体，应使用澄清石灰水，因此在图（四）装置内应放入澄清石灰水；
（5）设样品中二氧化锰的质量为x
C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂
12        44
x        1.1g
$\frac{12}{44}=\frac{x}{1.1g}$  解之得 x=0.3g
样品中二氧化锰的质量分数=$\frac{5.0g-0.3g}{5g}×100%$=94%
故答为：（1）长颈漏斗，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．；（2）a、b；（3）防止空气中的水和二氧化碳进入氢氧，化钠溶液中；（4）B；（5）94%．

点评 通过本题使学生学会设计实验测定某种物质的质量分数，并且能够计算质量分数．