Question

9．根据如图装置结合所学化学知识回答下列问题：
（1）写出图中有标号仪器的名称：①酒精灯，②集气瓶．
（2）用氯酸钾与二氧化锰来制取干燥的氧气，应选用的收集装置是AD（填编号）；反应的化学方程式是2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，其中二氧化锰起催化作用．
（3）实验室制取并收集二氧化碳气体，一般选择装置B和D连接（填序号）．其反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，写出检验二氧化碳气体是否收集满的一种方法将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则满，向该集气瓶中加入澄清石灰水，振荡后，观察到澄清的石灰水变浑浊，则反应的化学方程式是Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（4）用锌粒和稀硫酸来制取氢气，若要随时控制反应的发生和停止，最好选用的发生装置是C（填编号）；点燃氢气前一定要验纯（或检验氢气的纯度）．
（5）取47.4g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（计算结果保留到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）据常用仪器回答；
（2）用氯酸钾与二氧化锰来制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，收集干燥的氧气用排空气法，并据反应原理书写方程式，二氧化锰在反应中起催化作用；
（3）二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以用向上排空气法收集，并据反应原理书写方程式；验满二氧化碳的方法是将燃着的木条放于集气瓶口，观察木条是否熄灭进行判断，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，据反应原理书写方程式；
（4）用锌粒和稀硫酸来制取氢气，可用装置C通过活塞开闭控制反应发生和停止，点燃氢气前要检验气体的纯度，防止气体不纯点燃引起爆炸；
（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47.4g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）标号仪器分别是酒精灯和集气瓶；
（2）用氯酸钾与二氧化锰来制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，氧气密度比空气大，所以收集干燥的氧气可用向上排空气法，反应方程式是：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，二氧化锰是反应的催化剂，在反应中起催化作用；
（3）二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以用向上排空气法收集，大理石的主要成分碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；验满二氧化碳的方法是将燃着的木条放于集气瓶口，观察木条是否熄灭进行判断，向集气瓶中倒入澄清石灰水，会观察到澄清的石灰水变浑浊，反应方程式是：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）用锌粒和稀硫酸来制取氢气，可用装置C通过活塞开闭控制反应发生和停止，点燃氢气前要检验气体的纯度，防止气体不纯点燃引起爆炸；
（5）①设参加反应的高锰酸钾的质量为x
2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑
316                    32
 x                     3.2g
 $\frac{316}{x}$=$\frac{32}{3.2g}$
   x=31.6g
②剩余固体中氧元素的质量分数$\frac{47.4g×\frac{64}{158}×100%-3.2g}{47.4g-3.2g}$×100%≈36.2%．
故答案为：（1）酒精灯；集气瓶；
（2）AD；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；催化；
（3）D；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则满；澄清的石灰水变浑浊；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（4）C；验纯（或检验氢气的纯度）；
（5）答：①参加反应的高锰酸钾的质量是31.6g；②剩余固体中氧元素的质量分数是36.2%．

点评 此题主要考查实验室制取氧气、二氧化碳的反应原理、装置选取、气体验满和检验、有关化学方程式的计算等知识，通过认真分析题干，结合相关知识才能正确解答，知识综合而全面，能很好考查学生分析、解决问题的能力．