Question

14．某二氧化錳樣品中含有雜質(zhì)炭，為測(cè)定該樣品中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：在一定量的樣品中通入干燥純凈的氧氣，使雜質(zhì)炭在加熱條件下反應(yīng)生成CO₂來(lái)進(jìn)行分析測(cè)定．

（1）儀器①的名稱是長(zhǎng)頸漏斗．如果該實(shí)驗(yàn)選擇圖（一）裝置來(lái)制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用圖（二）裝置可收集和干燥氧氣：若燒瓶充滿水來(lái)收集氧氣，氣體應(yīng)從a（填“a”或“b”，下同）端通入；若在燒瓶?jī)?nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行干燥氣體，氣體應(yīng)從b端通入．
（3）圖（三）是用干燥純凈的O₂與樣品反應(yīng)來(lái)測(cè)定二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的裝置，裝置③中裝有堿石灰，其作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入氫氧化鈉溶液中．
（4）為驗(yàn)證圖（三）中裝置②已將CO₂吸收完全，可在裝置②與③之間加入圖（四）裝置進(jìn)行證明，則圖（四）裝置中加入的試劑為B（填字母）．
A．NaOH溶液　B．澄清石灰水　C．濃硫酸
（5）稱取5.0g二氧化錳樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖（三）中裝置②反應(yīng)前后的質(zhì)量差為1.1g，則樣品中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94%（填計(jì)算結(jié)果）

Answer 1

分析 （1）熟悉常用儀器的名和用途，根據(jù)裝置的特點(diǎn)選擇藥品制取氧氣，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)氧氣的密度、用濃硫酸干燥氣體的要求分析回答進(jìn)氣口；
（3）根據(jù)二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)分析回答；
（4）在實(shí)驗(yàn)室中常用澄清的石灰水來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w；
（5）根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出碳的質(zhì)量，在求出二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由裝置可知，儀器儀器①的名稱是長(zhǎng)頸漏斗；本裝置適用于固體物質(zhì)與液體反應(yīng)制取氣體，因此選擇該裝置制取氧氣時(shí)，應(yīng)選擇過(guò)氧化氫催化分解的反應(yīng)，方程式為：；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用圖（二）裝置可收集和干燥氧氣：若燒瓶充滿水來(lái)收集氧氣，由于氧氣的密度小于水的密度，氣體應(yīng)從a端通入；若在燒瓶?jī)?nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行干燥氣體，氣體應(yīng)通入到濃硫酸中，氣體從b端通入．
（3）圖（三）用來(lái)吸收反應(yīng)所產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，如果直接與外界大氣相連，則會(huì)因吸收空氣中的二氧化碳而使測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，因此連接儀器③，防止空氣中二氧化碳與儀器②中溶液發(fā)生反應(yīng)；
（4）檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)使用澄清石灰水，因此在圖（四）裝置內(nèi)應(yīng)放入澄清石灰水；
（5）設(shè)樣品中二氧化錳的質(zhì)量為x
C+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂
12        44
x        1.1g
$\frac{12}{44}=\frac{x}{1.1g}$  解之得 x=0.3g
樣品中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5.0g-0.3g}{5g}×100%$=94%
故答為：（1）長(zhǎng)頸漏斗，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．；（2）a、b；（3）防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入氫氧，化鈉溶液中；（4）B；（5）94%．

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)本題使學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定某種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并且能夠計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．