Question

下圖為實驗室制取氣體的裝置：

（1）用KMnO₄固體制取O₂，應選用上圖中的

 

裝置（填編號），
該反應的化學方程式為

 

；當用排水法將O₂收集滿并取出集氣瓶后，停止該實驗的正確操作方法是

 

．
（2）小明同學利用上述裝置進行了一些關于氨氣性質的實驗探究：
查詢資料：氨氣無色、有刺激性氣味的氣體，比空氣輕；易液化；得液氨；極易溶于水．
探究一：將熟石灰與氯化氨混合加熱可以用于制備氨氣，從上圖中選擇裝置

 

用于制備氣體，化學反應方程式是

 

若采用裝置D來收集氨氣，氣體應從

 

端進入．
探究二：裝置C 能夠形成紅色的噴泉，這說明了氨氣具有的性質是

 

、

 

．
（3）某化學興趣小組定量測定炭粉和銅粉的混合物，利用下圖的裝置，

樣品進行實驗采用裝置E來制取氧氣，相對于裝置B的優點是

 

，請你幫助他們分析填寫下表（“---”無須填寫）．

實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
①連接好儀器后，檢查 氣密性．在F中加入樣品1g，G中裝入藥品連裝置稱量為52g．	-------	------
②打開E處活塞，慢慢滴加溶液．	E中：
③對F進行加熱．當F中藥品充分反應后，關閉E處活塞，停止加熱．	F中：
④冷卻后，稱量G處總質量為54.2g．	------	------

（4）計算：樣品中銅的質量分數=

 

（寫出結果）
（5）問題和討論：實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設計，即使F中反應完全、G中吸收完全，也不會得出正確的結果．經討論，有同學提出在F與G之間增加一個裝置．再次實驗后，得到了較正確的結果．那么原來實驗所測得的銅的質量分數偏小的原因可能是

 

；在F與G之間增加一個裝置其中盛放的藥品可以是

 

．

Answer 1

分析：（1）用KMnO₄固體制取O₂，反應條件是加熱，所以選能夠加熱的裝置；根據反應物、反應條件寫出化學方程式；為防止水進入導管，要先撤去導管；
（2）從熟石灰與氯化氨混合加熱可以用于制備氨氣，選擇圖示中可加熱的裝置；根據反應物、反應條件和質量守恒寫出化學反應式；再根據氨氣比空氣輕的性質選擇進氣口；
（3）裝置E中是分液漏斗，可控制液體的流動的快慢；用裝置E來制取氧氣，是用二氧化錳做催化劑分解雙氧水制取氧氣的裝置．據此寫出反應現象和反應式；據試驗過程中①可知F中是碳粉和銅粉的混合物，加熱F的過程中紅色的銅變成變成了黑色，反應式可根據反應物、反應條件寫出；
（4）據碳與氧氣的反應式計算可得出碳的質量分數，在從1g樣品中減去即可；
（5）實驗所測得的銅的質量分數偏小的原因可能是E中的水蒸氣進入G，可用吸收水的藥品來干燥．

解答：解：（1）用KMnO₄固體制取O₂，需要加熱，所以選用A裝置；根據反應物是KMnO₄、反應條件是加熱、生成物是K₂MnO₄、MnO₂、O₂寫出反應式：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．在試驗結束為防止水倒吸入試管，導致熱的試管破裂，要先撤去試管，后停止加熱．
故答案為：A、2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑、先撤去試管，后停止加熱；
（2）據題意可知制取氨氣要熟石灰與氯化氨混合加熱，就要選取能加熱的裝置A；根據反應物是熟石灰與氯化銨、反應條件是加熱、生成物是氨氣等，寫出化學反應式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O；據題意知氨氣的密度小于空氣的密度，應從短頭b進．氨氣呈堿性，可使酚酞試液變紅．
故答案為：A、Ca（OH）₂+2NH₄Cl

△   .

2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O、b、易溶于水、水溶液呈堿性；
（3）此題中的E裝置用的是分液漏斗，相對于裝置B的普通漏斗E裝置的優點是可以控制反應進程的速率；
表格中的內容：②據題意可知E裝置是用二氧化錳做催化劑分解雙氧水制取氧氣，當打開E處得活塞，慢慢滴加液體時，可以看到的現象是有氣泡冒出；并根據反應物、反應條件、生成物寫出化學反應式是：2H₂O₂

二氧化錳  .

2H₂O+O₂↑；③據題意可知F中的中的藥品是碳粉與銅粉的混合物，當加熱時碳粉和銅粉都與氧氣反應，反應完全后碳都變成二氧化碳氣體，紅色的銅粉變成黑色的氧化銅．反應式為：Cu+O₂

加熱  .

2CuO．
故表格中的答案為：

實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
①連接好儀器后，檢查 氣密性．在F中加入樣品1g，G中裝入藥品連裝置稱量為52g．	-------	------
②打開E處活塞，使溶液慢慢滴加．	E中：有氣泡冒出	2H2O2  二氧化錳  .   2H2O+O2↑
③對F進行加熱，當F中藥品充分反應后，關閉E處活塞，停止加熱．	F中：由紅色和黑色變成黑色	C+O2  加熱  .   CO2、2Cu+O2  加熱  .   2CuO
④冷卻后，稱量G處總質量為54.2g．	------	------

（4）據題意知，反應后增重2.2g，增重的是二氧化碳氣體．據此計算如下：設碳的質量是x
C+O₂

加熱  .

CO₂
12        44
x         2.2g

12

44

=

x

2.2g

x=0.6g
（1-0.6g）×100%=40%
故答案為：40%
（5）E裝置中的水分可能變成水蒸氣進入G，并被吸收，使G中碳的質量增加，計算后碳的質量分數偏大，銅的偏小．為是計算結果正確可在F與G之間增加一個裝置其中盛放的藥品可以是吸收水蒸氣的濃硫酸．
故答案為：水蒸氣進入G中的藥品、濃硫酸．

點評：本題考查實驗儀器的選擇、化學式的書寫、反應現象、計算等問題，考查學生的綜合知識和對新信息提取．