题目内容

9.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.

根据题目要求,试回答下列问题:
(1)小颖同学选择了过氧化氢溶液和二氧化锰为原料,制取并收集了一瓶干燥的氧气.
①她所选仪器的连接顺序为ADE(填仪器序号).
②该反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(2)小燕同学欲用锌和稀硫酸反应制取氢气,然后利用氢气测定某氧化铁样品中Fe2O3的质量分数(假设杂质不发生反应),反应方程式为3H2+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H2O,仪器的连接顺序为A→D1→B→D2→D3(D1,D2,D3为三个浓硫酸洗气瓶).
①装置B中的实验现象是红色固体逐渐变为黑色.
②反应结束后,测得装置B中硬质玻璃管内固体质量减少了ag,则该氧化铁样品中氧化铁的质量为$\frac{10}{3}a$g(计算结果可为分数形式).
③小燕同学欲通过测量反应前后装置D2的质量变化来计算氧化铁样品中Fe2O3的质量分数,若装置中不连接D1,这样测算出的Fe2O3质量分数与实际值相比将偏大.(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一)
④小蕾同学认为该实验装置可精简为A→D→B,然后利用反应前后装置B的质量变化来计算样品中Fe2O3的质量分数,这样测算出的Fe2O3质量分数与实际值相比将基本一致.(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一)

分析 根据气体发生装置的选择与反应物的状态和反应条件有关,收集装置与气体的密度和溶解性有关进行分析解答即可;根据氢气还原氧化铁以及反应过程中的质量变化解答即可.

解答 解:(1)①用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料,制取并收集一瓶干燥的氧气,是固液常温型反应,故选择A装置为发生装置,收集干燥的氧气,需要通过浓硫酸干燥,然后用向上排空气法收集,故她所选仪器的连接顺序为ADE,故填:ADE;
②过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为 2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,故填:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(2)①氢气还原氧化铁生成铁和水,故会观察到装置B中的实验现象是红色固体逐渐变为黑色,故填:红色固体逐渐变为黑色.
②反应结束后,测得装置B中硬质玻璃管内固体质量减少了ag,说明减少的氧元素的质量为ag,设氧化铁的质量为x,则有:
Fe2O3+3H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H2O△m
160                                         48
x                                             ag
$\frac{160}{48}=\frac{x}{ag}$  
x=$\frac{10}{3}a$         
故填:$\frac{10}{3}a$;
③若装置中不连接D1,则会使水除不去,这样测算出的Fe2O3质量分数与实际值相比将偏大,故填:偏大;
④若是实验装置精简为A→D→B,然后利用反应前后装置B的质量变化来计算样品中Fe2O3的质量分数,这样测算出的Fe2O3质量分数与实际值相比将基本一致,故填:基本一致.

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.要计算物质的含量,需要排除物质的干扰.

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