Question

10．实验室有如图1装置，请根据要求回答问题：

（1）写出有标号仪器的名称：①长颈漏斗；②集气瓶；
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，选用的发生装置为B（填序号）；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气并用于验证蜡烛燃烧产物的实验，选用的收集装置为C（填序号）；若用A、D装置制取氧气，当实验结束时，甲同学先移去了酒精灯，忘记将导管从水槽中取出，在水未进入试管之前，可采取的补救措施有：
①将试管口带有导管的橡皮塞取下　　　②继续用酒精灯加热．
（4）常温下NO是一种无色、难溶于水的气体，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的NO₂气体．请你利用图2仪器I、II，设计收集一瓶较纯净的NO的操作方法：向装置I中装满水，将导管b与c用胶皮管相连，由a端通入一氧化氮气体，用排水法收集．
（5）取53.2g高锰酸钾，加热一段时间后停止，共收集到3.2g氧气．计算：
①参加反应的高锰酸钾的质量．
②剩余固体中氧元素的质量分数为36.7%．（此空直接填写结果，保留到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，反应条件是常温进行分析；
（3）根据验证蜡烛燃烧产物的实验需要用干燥的氧气，以及实验室制取氧气的正确操作进行分析；
（4）根据NO是难溶于水的气体，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的NO₂气体进行分析；
（5）根据高锰酸钾受热分解的方程式，由氧气的质量可求出参加反应的高锰酸钾的质量；根据元素质量守恒，先求出53.2g高锰酸钾中总的氧元素的质量，再减去生成的氧气的质量，得到剩余固体中氧元素的质量，再除以剩余混合物的质量即可．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是长颈漏斗，②是集气瓶；
（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，该反应的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以选用的发生装置为B；
（3）验证蜡烛燃烧产物的实验需要用干燥的氧气，所以选用的收集装置为C，若用A、D装置制取氧气，当实验结束时，甲同学先移去了酒精灯，忘记将导管从水槽中取出，在水未进入试管之前，可采取的补救措施有：将试管口带有导管的橡皮塞取下，继续用酒精灯加热；
（4）NO是难溶于水的气体，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的NO₂气体，所以收集一瓶较纯净的NO的操作方法是：向装置I中装满水，将导管b与c用胶皮管相连，由a端通入一氧化氮气体，用排水法收集；
（5）解：设参加反应的高锰酸钾的质量为x
    2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
      316                 32
       x                  3.2g
     $\frac{316}{x}$=$\frac{32}{3.2g}$
     x=31.6g
答：参加反应的高锰酸钾的质量是31.6g；
剩余固体中氧元素的质量为：53.2g×$\frac{64}{158}$-3.2g=18.35g
因此剩余固体中氧元素的质量分数为：$\frac{18.35g}{53.2g-3.2g}$×100%=36.7%．
故答案为（1）长颈漏斗，集气瓶；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，B；
（3）C，将试管口带有导管的橡皮塞取下，继续用酒精灯加热；                           
（4）向装置I中装满水，将导管b与c用胶皮管相连，由a端通入一氧化氮气体，用排水法收集；
（5）①31.6g；
②36.7%．

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．