题目内容
3．如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、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）写出①装置制取氧气的化学方程式2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑．
（2）实验室用二氧化锰粉末和过氧化氢溶液制取氧气的反应速率快，宜选择的发生装置
为③（填序号），选择该装置的优点是便于控制反应的速率，用④装置收集氧气时，氧气从导管b（填“a”或“b”）入．
（3）测定某氧化铁样品中铁元素的质量分数（假设杂质不含铁元素，也不与氢气发生反应）．某同学设计了用氢气还原氧化铁样品的一组实验：
该实验制取氢气的药品宜选择锌和稀硫酸（填名称）；干燥管内生石灰的作用是吸收空气中的水蒸气；（若取用a克氧化铁样品，测得U型管内物质的质量增加b克，则样品中Fe元素的质量分数为$\frac{56b}{27a}$×100%（用代数表示）．
分析 （1）根据氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气进行分析；
（2）根据分液漏斗可以控制液体的滴加速度，氧气密度比水小，不易溶于水进行分析；
（3）根据实验室制取氢气的反应物是锌和稀硫酸，空气中的水蒸气对实验会产生影响，依据化学方程式进行计算．
解答 解：（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；
（2）分液漏斗可以控制液体的滴加速度，氧气密度比水小，不易溶于水，所以实验室用二氧化锰粉末和过氧化氢溶液制取氧气的反应速率快，宜选择的发生装置
为③，选择该装置的优点是便于控制反应速率，用④装置收集氧气时，氧气从导管b入；
（3）实验室制取氢气的反应物是锌和稀硫酸，空气中的水蒸气对实验会产生影响，所以实验制取氢气的药品宜选择锌和稀硫酸；干燥管内生石灰的作用是吸收空气中的水蒸气，
U形管增加的质量就是生成水的质量，设样品中铁元素的质量为x
Fe2O3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H2O
112 54
x b
$\frac{112}{x}$=$\frac{54}{b}$
x=$\frac{112b}{54}$
所以样品中Fe元素的质量分数为：$\frac{\frac{112b}{54}}{a}$×100%=$\frac{56b}{27a}$×100%．
故答案为：（1）2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑；
（2）③，便于控制反应速率，b；
（3）锌和稀硫酸；吸收空气中的水蒸气，$\frac{56b}{27a}$×100%．
点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．
| A． | 盐酸 | B． | 氯化钠溶液 | C． | 稀硫酸 | D． | 氢氧化钠溶液 |
| A． | 干冰升华时吸收大量的热，因此可用作制冷剂 | |
| B． | 由同种元素组成的物质一定是纯净物 | |
| C． | 冰不属于氧化物 | |
| D． | 蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律 |
| 同学 | 实验操作 | 现 象 | 结 论 |
| 小敏 | 用3支试管，分别取少量不同的溶液，各滴加剩余的另一种溶液． | 1支试管中有气泡产生，其余2支试管中无现象． | 所滴加的溶液是稀盐酸． |
| 小红 | 1支试管中有白色沉淀析出，其余2支试管中无现象． | 所滴加的溶液是Na2CO3溶液． | |
| 小刚 | … | … |
下表中的1、2、3各项之间能构成如图的包含关系的是（ ）