题目内容

17.如图所示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:

【小题1】
(1)请写出能用装置乙制备的一种气体的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,该气体可以用向上排空气法或排水法收集.
【小题2】
(2)查阅资料可知:草酸(H2C2O4)晶体与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳气体,反应方程式为:H2C2O4$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO↑+CO2↑+H2O.
①若用草酸制取CO,其发生装置应选择甲(填“甲”、“乙”或“丙”).
②小蕾同学欲用干燥、纯净的一氧化碳还原某铁的氧化物FexOy并测定其组成.她将草酸分解得到的气体通入图2所示的装置中进行实验,请你分析该装置存在的不足及其对应的改进方法不足:气体经过装置B后又会带出水蒸气,改进:将装置A、B互换位置.
③实验改进后,小蕾同学对实验所得的正确数据进行分析(设所发生的反应均完全进行):通过测定,当装置C中的FexOy全部被还原后,所得剩余固体的质量为a g,澄清石灰水的质量增加了b g,则该铁的氧化物FexOy中,x:y=$\frac{11a}{14b}$.(用含a和b的代数式表示)
若图2装置中不连接装置B,则x:y的测算结果将偏小.(填“偏大”“偏小”“不受影响”之一)

分析 (1)根据装置乙制取气体的反应物是固体和液体,反应条件是常温进行分析;
(2)①根据实验室用草酸制取一氧化碳的反应物是液体,反应条件是加热进行分析;
②根据除去水蒸气需要放在最后进行分析;
③根据固体减少的质量就是氧元素的质量,澄清石灰水增加的质量就是二氧化碳的质量进行分析;
根据不连接装置B,会使澄清石灰水增加的质量增大进行分析.

解答 解:(1)装置乙制取气体的反应物是固体和液体,反应条件是常温,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,化学方程式为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,氧气的密度比空气大,不易溶于水,所以可以用向上排空气法或排水法收集;
(2)①实验室用草酸制取一氧化碳的反应物是液体,反应条件是加热,所以发生装置应选择甲;
②除去水蒸气需要放在最后,所以该装置存在的不足是:气体经过装置B后又会带出水蒸气,改进:将装置A、B互换位置;
③固体减少的质量就是氧元素的质量,澄清石灰水增加的质量就是二氧化碳的质量,所以
二氧化碳中的氧元素有一半来自铁的氧化物,所以该氧元素的这质量为$\frac{16b}{44}$,
所以则x与y的关系为$\frac{56x}{16y}$=$\frac{a}{\frac{16b}{44}}$
x:y=$\frac{11a}{14b}$;
上述装置中,如果没有E装置,则测定的氧元素质量偏大,从而导致测定结果中x与y的比值偏小.
故答案为:(1)2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,向上排空气法或排水;
(2)①甲;
②不足是:气体经过装置B后又会带出水蒸气,改进:将装置A、B互换位置;
③$\frac{11a}{14b}$;偏小.

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.

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