Question

14．某二氧化錳樣品中含有雜質炭，為測定該樣品中二氧化錳的質量分數(shù)，某興趣小組設計了如下實驗方案：在一定量的樣品中通入干燥純凈的氧氣，使雜質炭在加熱條件下反應生成CO₂來進行分析測定．

（1）儀器①的名稱是長頸漏斗．如果該實驗選擇圖（一）裝置來制取氧氣，反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用圖（二）裝置可收集和干燥氧氣：若燒瓶充滿水來收集氧氣，氣體應從a（填“a”或“b”，下同）端通入；若在燒瓶內裝入濃硫酸進行干燥氣體，氣體應從b端通入．
（3）圖（三）是用干燥純凈的O₂與樣品反應來測定二氧化錳質量分數(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入氫氧化鈉溶液中．
（4）為驗證圖（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二氧化錳樣品進行實驗，圖（三）中裝置②反應前后的質量差為1.1g，則樣品中二氧化錳的質量分數(shù)為94%（填計算結果）

Answer 1

分析 （1）熟悉常用儀器的名和用途，根據裝置的特點選擇藥品制取氧氣，寫出反應的化學方程式；
（2）根據氧氣的密度、用濃硫酸干燥氣體的要求分析回答進氣口；
（3）根據二氧化碳能與氫氧化鈣反應分析回答；
（4）在實驗室中常用澄清的石灰水來檢驗二氧化碳氣體；
（5）根據二氧化碳的質量求出碳的質量，在求出二氧化錳的質量分數(shù)．

解答 解：（1）由裝置可知，儀器儀器①的名稱是長頸漏斗；本裝置適用于固體物質與液體反應制取氣體，因此選擇該裝置制取氧氣時，應選擇過氧化氫催化分解的反應，方程式為：；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用圖（二）裝置可收集和干燥氧氣：若燒瓶充滿水來收集氧氣，由于氧氣的密度小于水的密度，氣體應從a端通入；若在燒瓶內裝入濃硫酸進行干燥氣體，氣體應通入到濃硫酸中，氣體從b端通入．
（3）圖（三）用來吸收反應所產生的二氧化碳氣體，如果直接與外界大氣相連，則會因吸收空氣中的二氧化碳而使測定結果出現(xiàn)較大偏差，因此連接儀器③，防止空氣中二氧化碳與儀器②中溶液發(fā)生反應；
（4）檢驗二氧化碳氣體，應使用澄清石灰水，因此在圖（四）裝置內應放入澄清石灰水；
（5）設樣品中二氧化錳的質量為x
C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$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量分數(shù)=$\frac{5.0g-0.3g}{5g}×100%$=94%
故答為：（1）長頸漏斗，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．；（2）a、b；（3）防止空氣中的水和二氧化碳進入氫氧，化鈉溶液中；（4）B；（5）94%．

點評 通過本題使學生學會設計實驗測定某種物質的質量分數(shù)，并且能夠計算質量分數(shù)．