题目内容

15．如图为实验室中常见的气体制备、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）实验室中以双氧水和二氧化锰为原料制取氧气，现要制备并收集一瓶干燥的氧气．
①所选仪器的连接顺序为A→D→F（填写仪器序号字母）．
②生成氧气时，所发生反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
③从绿色化学的角度看，实验室用该法制氧气的优点是常温反应不消耗能源，且生成物无污染符合环保理念．
（2）小明同学欲用锌和稀盐酸反应制取氢气，然后利用氢气测定某氧化铁样品中含Fe2O3的质量分数（假设杂质不发生反应）．仪器的连接顺序为：A→E→D1→B→D2→D3．（其中D1、D2、D3为三个浓硫酸洗气瓶）
①B装置中的实验现象是红色固体变黑．
②E装置的作用是除去氢气中的氯化氢．
③小明欲通过测量反应前后D2浓硫酸洗气瓶的质量变化，测算氧化铁样品中含有Fe2O3的质量分数．若装置中不连接D1，在其他操作正常的条件下，则测算结果将偏大．（填“偏小”“偏大”“不受影响”之一）．
④反应完全后待到冷却停止加热，测得B中硬质玻璃管内固体质量减少a g，则氧化铁样品中氧化铁的质量为$\frac{10a}{3}$g（计算结果可为分数形式）．

分析 制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．从绿色化学的角度看，实验室用该法制氧气的优点是：常温反应不消耗能源，且生成物无污染符合环保理念．B装置中的实验现象是：红色固体变黑；E装置的作用是：除去氢气中的氯化氢；若装置中不连接D1，在其他操作正常的条件下，则测算结果将偏大，因为不干燥时，氢气中混有水蒸气；氧化铁样品中氧化铁的质量=ag÷$\frac{48}{160}$=$\frac{10a}{3}$．

解答 解：（1）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，氧气可以用浓硫酸干燥，用向上排空气法收集的氧气比较干燥；过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；从绿色化学的角度看，实验室用该法制氧气的优点是：常温反应不消耗能源，且生成物无污染符合环保理念；故答案为：①A→D→F；②2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；③常温反应不消耗能源，且生成物无污染符合环保理念；
（2）B装置中的实验现象是：红色固体变黑；E装置的作用是：除去氢气中的氯化氢；若装置中不连接D1，在其他操作正常的条件下，则测算结果将偏大，因为不干燥时，氢气中混有水蒸气；氧化铁样品中氧化铁的质量=ag÷$\frac{48}{160}$=$\frac{10a}{3}$；故答案为：①红色固体变黑；②除去氢气中的氯化氢；③偏大；④$\frac{10a}{3}$；

点评 本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写、气体的干燥和有关的计算等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．

练习册系列答案
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20．金属材料是工农业生产和日常生活离不开的材料之一，人类每年要从自然界获取大量的金属资源．根据对金属和金属材料的认识，回答下列问题：
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①写出CO与Fe3O4反应的化学方程式：4CO+Fe3O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2．
②实验过程中，常在装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯（灯焰处于导气管口），这样做的目的是：除去尾气中的CO．
（2）在AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤出固体中一定含有Ag、Fe；滤液中的溶质中一定没有AgNO3．
7．钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有着广泛的用途．建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就使用了大量的钢铁．
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（2）人们在钢铁表面涂刷油漆或矿物油等保护膜之前，先对钢铁表面的锈渍用稀盐酸或稀硫酸进行处理，反应的化学方程式是（任写一个）：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；
（3）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为原料炼铁，反应过程如下：

请写出生成铁的化学方程式：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
（4）金属矿物的储量有限，且不能再生，人们保护金属资源的具体措施有（任写一点）回收废旧金属．
4．某兴趣小组为探究铝镁合金的组成，取16克铝镁合金样品，将60克氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中（镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑），充分反应后，过滤出固体，将其洗涤、干燥、称量，得实验数据如下：
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剩余固体的质量/克10.65.24.0
计算：（1）从表中数据可知第一次参加反应金属铝的质量为12克；
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（3）所用氢氧化钠溶液溶质的质量分数．
14．化学的学习把我们带入了物质的微观世界，假如你是水分子的一个氢原子，请描述你在水看到的微观世界（答两点即可）．
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