Question

15．現有如圖所示的下列實驗裝置．回答問題：

（1）檢驗B裝置氣密性方法是向B中加水形成液封后，關閉止水夾，繼續加水，若長頸漏斗中有一段穩定的水注，則氣密性良好．
（2）如果用高錳酸鉀來制取干燥的氧氣，反應方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑ 可選用的發生裝置和收集裝置是AD （填寫序號）．
（3）質量分數為3%的醫用雙氧水在常溫下難分解；但在雙氧水溶液中加入鐵銹，就會迅速分解且反應結束后過濾出的鐵銹可重復使用．試寫出該反應的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;鐵銹\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，選擇氣體發生裝置的依據是反應物的狀態、反應條件．
（4）某化學研究小組的同學欲對某種塑料袋的組成進行分析探究（資料顯示該塑料只含C、H
兩種元素），他們設計了如圖所示的實驗裝置，使該塑料試樣在純氧中燃燒，觀察實驗現象，分析有關數據，推算元素含量．

①儀器乙的作用是干燥氣體，儀器戊中的現象是澄清石灰水變渾濁．
②若儀器丙玻璃管中放入塑料試樣為Wg，塑料試樣充分燃燒后，儀器丁增重ag，則Wg該塑料試樣中含氫元素的質量為$\frac{a}{9}$g（計算結果用分數形式表示）．若裝置中沒有連接儀器乙，將使該塑料試樣中氫元素的質量測算結果偏大（填“偏小”“偏大”、“無影響”）．

Answer 1

分析 （1）據檢查裝置氣密性的方法解答；
（2）據反應原理書寫方程式，加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置A，收集干燥的氧氣用排空氣法；
（3）據反應原理書寫方程式，據反應物狀態和反應條件 選擇發生裝置；
（4）①乙裝置中濃硫酸的作用是干燥氧氣，防止水蒸氣的干擾；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
②丁增加的質量即是生成的水的質量，據化學反應前后元素的質量不變，則水中氫元素的質量就等于塑料試樣中氫元素的質量，結合元素質量計算方法解答，若無乙裝置，則氧氣中的水進入丁裝置，會導致水的質量增加，則計算的氫元素的質量偏大．

解答 解：（1）檢驗B裝置氣密性方法是：向B中加水形成液封后，關閉止水夾，繼續加水，若長頸漏斗中有一段穩定的水注，則氣密性良好；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置A，氧氣密度比空氣大，所以收集干燥的氧氣用向上排空氣法；
（3）雙氧水溶液中加入鐵銹，會迅速分解且反應結束后過濾出的鐵銹可重復使用，說明鐵銹在過氧化氫分解中起催化作用．反應的化學方程式是，2H₂O₂$\frac{\underline{\;鐵銹\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，選擇氣體發生裝置的依據是反應物的狀態和反應條件；
（4）①裝置B內盛放濃硫酸，是利用濃硫酸的吸水性，除去氧氣中混有的水分，避免對后面實驗的影響；塑料袋由碳、氫元素組成，燃燒生成二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁；
②裝置丁增重的質量即為反應生成水的質量，根據化學反應前后元素的質量不變，可燃物中H元素全部生成水，因此生成物水中氫元素質量即為塑料樣品中氫元素質量；因此Wg塑料試樣中氫元素質量=ag×$\frac{2}{18}$×100%=$\frac{a}{9}$g；
裝置乙吸收混在氧氣中的水分，若無此裝置則會使測得的反應后水的質量偏大，而造成試樣中氫元素質量偏大；
故答案為：（1）向B中加水形成液封后，關閉止水夾，繼續加水，若長頸漏斗中有一段穩定的水注，則氣密性良好；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；AD；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;鐵銹\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；反應物的狀態；反應的條件；
（4）①干燥氣體；澄清石灰水變渾濁；②$\frac{a}{9}$；偏大．

點評 本題是實驗探究題，考查了實驗室制取氧氣的反應原理、裝置選取方法，以及化合物中碳元素和氫元素的驗證過程和根據化學式的計算，綜合性極強，只要看清反應的實質較易解答該題．