Question

3．化學(xué)式一實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，實驗室科學(xué)探究的重要手段．
（1）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用下圖微型實驗裝置進行探究實驗．

①寫出一個雙球管中可能反應(yīng)的化學(xué)方程式．
②擠壓右滴管并微熱燃燒管，白磷燃燒而紅磷不燃燒，由此可說明燃燒需要什么條件？
③相同質(zhì)量的磷、鐵、鎂分別在氧氣中完全燃燒，消耗氧氣最多的是磷．
（2）實驗室可利用如圖實驗裝置制取純凈、干燥的CO，然后用CO還原Fe₂O₃并檢驗氣體產(chǎn)物．已知CO發(fā)生裝置中的反應(yīng)為：H₂C₂O₄  $\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑

1A裝置中能觀察到什么現(xiàn)象？
2寫出B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式．
3要達(dá)到實驗?zāi)康�，裝置中導(dǎo)管接口從左到右的連接順序為：一氧化碳發(fā)生裝置接h、g接e、f接c、d接a．
4從環(huán)保角度考慮，還需對以上裝置進行改進，請簡述改進措施．
（3）將30.9g 氯酸鉀（KClO₃）和二氧化錳的固體混合物裝入試管中，加熱制取氧氣，同時生成氯化鉀．待反應(yīng)完全后，將試管冷卻，稱量，可以得到21.3g 固體物質(zhì)．請計算原固體混合物中氯酸鉀的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）
①根據(jù)反應(yīng)物書寫即可，注意反應(yīng)條件及配平．
②根據(jù)對應(yīng)現(xiàn)象分析燃燒的條件；
③根據(jù)相同質(zhì)量的磷、鐵、鎂分別在氧氣中完燃燒對應(yīng)的化學(xué)方程式計算消耗的氧氣；
（2）根據(jù)實驗?zāi)康倪M行方案的完善
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，過程中質(zhì)量的減少是因為生成了氧氣，所以可以求算氧氣的質(zhì)量，根據(jù)氧氣的質(zhì)量和對應(yīng)的化學(xué)方程式求算氯酸鉀的質(zhì)量．

解答 解：
 （1）
①雙球管中涉及兩個反應(yīng)，分別為碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、氯化鈣以及水，另一反應(yīng)為過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣，對應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑、2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．寫其一即可．
②擠壓右滴管并微熱燃燒管，白磷燃燒而紅磷不燃燒，都有可燃物，都接觸氧氣，但是由于著火點不同，所以現(xiàn)象不同，由此可說明燃燒需要溫度達(dá)到可燃物著火點，可燃物與氧氣接觸的條件．
③相同質(zhì)量的磷、鐵、鎂分別在氧氣中完全燃燒，設(shè)消耗的可燃物的質(zhì)量均為mg，對應(yīng)的消耗的氧氣的質(zhì)量分別為x、y、z．
4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
124  160
mg    x
$\frac{124}{160}$=$\frac{mg}{x}$
x≈1.29mg
3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄
168   64
mg    y
$\frac{168}{64}$=$\frac{mg}{y}$
y≈0.38mg
2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO
48     32
mg    z
$\frac{48}{32}$=$\frac{mg}{z}$
z≈0.67mg
所以消耗氧氣最多的是磷．
（2）
1A裝置中能觀察到Ca（OH）₂溶液變渾濁．是因為一氧化碳具有還原性，和氧化鐵反應(yīng)生成了二氧化碳，而二氧化碳能夠使澄清石灰水變渾濁．
2寫出B裝置中是氧化鐵和一氧化碳在高溫的情況下生成鐵和二氧化碳，對應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．
3要達(dá)到實驗?zāi)康�，需要制備純凈的一氧化碳，所以�?yīng)該先除去二氧化碳，需要通過氫氧化鈉溶液（氫氧化鈣溶液用來檢驗二氧化碳，氫氧化鈉溶液用來吸收或者除去二氧化碳，因為兩者溶解度差別很大），洗氣瓶是長進短出，所以先h后g，然后通過濃硫酸干燥也是洗氣，所以先e后f，然后將氣體通入反應(yīng)裝置（c和d沒有順序區(qū)別），然后將生成氣體通入澄清石灰水檢驗生成的二氧化碳，所以應(yīng)該是a．所以一氧化碳發(fā)生裝置接 h、g接 e、f接 c（或者d）、d（或者是c）接 b．
4有尾氣可能含有有毒的一氧化碳，所以從環(huán)保角度考慮，還需對以上裝置進行改進，改進措施為：在A裝置后增加一個尾氣處理裝置（合理即可）．
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，生成的氧氣的質(zhì)量為30.9g-21.3g=9.6g．
設(shè)原混合物中氯酸鉀的質(zhì)量為x
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245                   96
x                    9.6g
$\frac{245}{96}$=$\frac{x}{9.6g}$
     解得x=24.5g
故答案為：
（1）
①2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑）；
②溫度達(dá)到可燃物著火點，可燃物與氧氣接觸；   ③磷；
（2）
①Ca（OH）₂溶液變渾濁；    ②Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．
③h、g接e、f接c（或d）、d接（或c）b．
④在A裝置后增加一個尾氣處理裝置（合理即可）．
（3）24.5g．

點評 根據(jù)化學(xué)方程式計算時，第一要正確書寫化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計算過程要完整．