Question

13．化学实验是科学探究的重要途径．请根据下列实验图示回答相关问题：

（1）A是实验室制备气体的发生与收集装置．用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，制取氧气、二氧化碳可用同样的发生装置，原因是都是液体和固体反应，不需要加热，选择收集装置的依据是气体的密度，溶解性等；
（2）B实验中设计合理的是①（填“①”或“②”），另一装置设计中存在的问题是②装置不密封，生成的二氧化碳扩散到空气中，没有称量计入反应后的总质量；
（3）C是定量实验，选择仪器不恰当或操作不规范都会导致实验结果有误差．实验时选择量筒规格应为50mL（填“50mL”或“100mL”，称量时砝码与药品位置放反了（1g以下使用游码），所得溶液的质量分数小于15%（填“小于”、“等于”或“大于”）．

Answer 1

分析 （1）通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
根据反应物状态、反应条件可以选择发生装置，根据气体的密度、水溶性可以选择收集装置；
（2）只有科学地设计实验、进行实验，才能够得出正确的结论；
（3）选择量筒时，量程应该大于或等于量取的液体体积，并且应该和量取的液体体积最接近；如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败．

解答 解：（1）用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
制取氧气、二氧化碳可用同样的发生装置，原因是都是液体和固体反应，不需要加热，选择收集装置的依据是气体的密度，溶解性等．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；都是液体和固体反应，不需要加热；气体的密度，溶解性等．
（2）B实验中设计合理的是①，能够验证质量守恒定律；设计不合理的是②，因为装置不密封，生成的二氧化碳扩散到空气中，没有称量计入反应后的总质量，无法验证质量守恒定律．
故填：①；②装置不密封，生成的二氧化碳扩散到空气中，没有称量计入反应后的总质量．
（3）50g溶液中氯化钠的质量为：50g×15%=7.5g，
水的质量为：50g-7.5g=42.5g，需要量取的水的体积为：42.5g/（1g/mL）=42.5mL，实验时选择量筒规格应为50mL；
称量时砝码与药品位置放反了，则称量的氯化钠质量为：7g-0.5g=6.5g，
所得溶液的质量分数为：$\frac{6.5g}{42.5g+6.6g}$×100%=13.3%＜15%，
故填：50mL；小于．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．