Question

4．探索化學(xué)世界的奧秘，需要掌握科學(xué)的方法．
（1）實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)的一條重要途徑．觀察如圖實驗裝置，回答下列問題．

若用高錳酸鉀來制取氧氣，應(yīng)選擇裝置A（填字母），化學(xué)反應(yīng)方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；為了在較短時間內(nèi)獲得盡可能純凈的氧氣，所選的收集裝置為C（填字母）．
（2）“宏觀-微觀-符號”三重表征是化學(xué)獨特的表示物質(zhì)及其變化的方式．圖A、B是從不同視角對稀鹽酸與氫氧化鈉的反應(yīng)描述，其中圖A表示實際操作，圖B表示反應(yīng)過程中微觀粒子的變化情況．

①圖A中儀器a的名稱是燒杯．
②由圖B可以看出，該反應(yīng)中實際參與反應(yīng)的離子是H⁺、OH^-（填離子符號）．
③另取29.4g稀硫酸于燒杯中，勻速滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的NaOH溶液，并用傳感器實時測定混合溶液的pH和溫度變化情況，所得曲線如圖C．
根據(jù)圖C分析，硫酸和氫氧化鈉的反應(yīng)屬于放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；若當(dāng)加入的NaOH溶液的質(zhì)量為40g時，混合溶液的pH=7，試求所用的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%（寫出解題過程，否則不得分）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進(jìn)行分析．
（2）①根據(jù)常見的儀器分析；②根據(jù)圖微粒的變化分析反應(yīng)的實質(zhì)；③根據(jù)曲線圖分析，根據(jù)氫氧化鈉的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式計算所用的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物是固體，反應(yīng)條件是加熱，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，排水法收集的氧氣純凈，所以最好應(yīng)選擇上述裝置中的AC進(jìn)行組裝，高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）①圖A中儀器a是燒杯；
②從圖中微粒的變化可以看出，該反應(yīng)的實質(zhì)是：氫離子和氫氧根離子結(jié)合生成水分子；
③解：設(shè)所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為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：所用的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%．
故答案為：（1）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑； C；
（2）①燒杯；②H⁺、OH^-；③放熱；25%．

點評 本題主要考查了常見氣體的反應(yīng)原理、發(fā)生裝置和收集方法等的選擇及性質(zhì)、中和反應(yīng)的實質(zhì)與計算，屬于基礎(chǔ)性的考查，難度不大．