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.

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