Question

4．探索化学世界的奥秘，需要掌握科学的方法．
（1）实验是学习化学的一条重要途径．观察如图实验装置，回答下列问题．

若用高锰酸钾来制取氧气，应选择装置A（填字母），化学反应方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；为了在较短时间内获得尽可能纯净的氧气，所选的收集装置为C（填字母）．
（2）“宏观-微观-符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方式．图A、B是从不同视角对稀盐酸与氢氧化钠的反应描述，其中图A表示实际操作，图B表示反应过程中微观粒子的变化情况．

①图A中仪器a的名称是烧杯．
②由图B可以看出，该反应中实际参与反应的离子是H⁺、OH^-（填离子符号）．
③另取29.4g稀硫酸于烧杯中，匀速滴加质量分数为15%的NaOH溶液，并用传感器实时测定混合溶液的pH和温度变化情况，所得曲线如图C．
根据图C分析，硫酸和氢氧化钠的反应属于放热（填“吸热”或“放热”）反应；若当加入的NaOH溶液的质量为40g时，混合溶液的pH=7，试求所用的稀硫酸中溶质的质量分数25%（写出解题过程，否则不得分）．

Answer 1

分析 （1）根据实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气的密度比空气大，不易溶于水，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析．
（2）①根据常见的仪器分析；②根据图微粒的变化分析反应的实质；③根据曲线图分析，根据氢氧化钠的质量结合化学方程式计算所用的稀硫酸中溶质的质量分数．

解答 解：（1）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，氧气的密度比空气大，不易溶于水，排水法收集的氧气纯净，所以最好应选择上述装置中的AC进行组装，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）①图A中仪器a是烧杯；
②从图中微粒的变化可以看出，该反应的实质是：氢离子和氢氧根离子结合生成水分子；
③解：设所用稀硫酸中溶质的质量分数为x
H₂SO₄+2NaOH=2H₂O+Na₂SO₄
98            80
29.4g×x   40g×15%
$\frac{98}{29.4g×x}=\frac{80}{40g×15%}$
解得x=25%
答：所用的稀硫酸中溶质的质量分数为25%．
故答案为：（1）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑； C；
（2）①烧杯；②H⁺、OH^-；③放热；25%．

点评 本题主要考查了常见气体的反应原理、发生装置和收集方法等的选择及性质、中和反应的实质与计算，属于基础性的考查，难度不大．