Question

17．如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），试根据题目要求，回答下列问题：
Ⅰ、若用过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下制取并收集干燥的氧气．
（1）所选仪器的连接顺序为ADF（填写仪器序号字母）；
（2）制备氧气所发生的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
Ⅱ、小丽同学欲用下列实验方案测定水中氢、氧元素的质量比，A中盛的是锌粒和稀硫酸，C玻璃管中是氧化铜粉末，气体流向是从左向右，选择的仪器按A→D₁→C→D₂→D₃顺序连接（D₁、D₂、D₃为浓硫酸洗气瓶），然后进行实验（假设有关反应均反应完全）．
（1）仪器D₁的作用是干燥氢气；
（2）在发生反应时，装置C应该先通入氢气（填“加热”或“通入氢气”），观察到装置C中的现象是黑色粉末变为红色；
（3）若测得洗气瓶D₂的质量增加mg，而C处大玻璃管内的物质总质量减少ng，则水中氢、氧元素的质量比为（m-n）：n（用含m和n的代数式表示）；如果不连接仪器D₁，则测定结果与实际值比较将偏大（填“偏大”、“偏小”或“基本一致”）．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水制氧气就不需要加热，干燥氧气可用浓硫酸，收集干燥的氧气用排空气法；
（2）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，据此书写方程式；
Ⅱ、（1）根据浓硫酸具有吸水性，可以干燥气体分析即可；
（2）据氢气还原氧化铜的实验步骤及现象分析解答；
（3）反应前、后D₂浓硫酸洗气瓶的质量变化差即是生成的水的质量，大玻璃管内总物质减少的质量是氧化铜中氧元素的质量、也就是水中氧元素的质量，据此分析解答；若不连接D₁，会使水的质量偏大，计算出的氧化铜的质量也偏大，因此样品纯度的结果将偏大．

解答 解：Ⅰ、（1）B装置是用来制取氧气的装置，由于浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥气体，所以再通过浓硫酸把氧气干燥后再进行收集，由于要收集干燥的氧气，密度比空气大，所以用向上排空气法收集，所以仪器的连接顺序为B→D→F；
（2）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，所发生的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
Ⅱ、
（1）浓硫酸具有吸水性，可以干燥气体，D₁的作用是干燥H₂；
（2）在进行氢气还原氧化铜实验时，应先通入氢气排尽玻璃管内空气，防止加热时发生爆炸，可观察到玻璃管内黑色粉末变红；
（3）反应前、后D₂浓硫酸洗气瓶的质量变化差即是生成的水的质量，大玻璃管内总物质减少的质量是氧化铜中氧元素的质量、也就是水中氧元素的质量，则含有的氢元素的质量为：mg-ng，水中氢、氧元素的质量比为：（m-n）：n；
若不连接D₁，会使水的质量偏大，计算出的氧化铜的质量也偏大，因此样品纯度的结果将偏大；
故答案为：（1）BDF
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
Ⅱ、
（1）干燥氢气；
（2）通入氢气；黑色粉末变红；
（3）（m-n）：n；偏大．

点评 本考点主要考查了氧气和氢气的制取原理、仪器的连接、气体的除杂和气体的干燥，同时也考查了化学方程式的书写和氢气还原氧化铜等相关知识，综合性比较强．