Question

10．化學是一門以實驗為基礎的科學，某同學在實驗室利用以下裝置制備氧氣，請你和該同學一起完成相關實驗內容．

（1）寫出圖中有標號的儀器名稱：①長頸漏斗；②集氣瓶．
（2）若用雙氧水和二氧化錳制取氧氣時應選用B（填字母標號，下同）作發生裝置，寫出該反應的文字表達式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣．
（3）若用氯酸鉀制取氧氣時應選用A作發生裝置，寫出該反應的文字表達式氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣．要收集較為純凈的氧氣最好選用D裝置，此實驗結束時，應先將導管從水中取出，再熄滅酒精燈．
【拓展延伸】
（4）實驗室常用大理石固體與稀鹽酸反應來制取二氧化碳．常溫下CO₂ 是一種無色無味、能溶于水的氣體，密度比空氣大．制取并收集CO₂，應該從上圖中選擇的發生裝置是B，收集裝置應選用C（填字母標號）．
【數據處理】
（5）小明同學按上面設計，選用氯酸鉀和二氧化錳混合共熱的方法制取氧氣，他共取了34.5g氯酸鉀和二氧化錳的混合物，充分反應后，冷卻，稱得剩余固體質量為24.9g，則生成氧氣的質量為9.6g，原混合物中氯酸鉀的質量為設原混合物中氯酸鉀的質量為x，
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
24596
x9.6g
$\frac{245}{96}$=$\frac{x}{9.6g}$
x=24.5g　　
答：原混合物中氯酸鉀的質量為24.5gg．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據所學常用儀器名稱解答；
（2）根據實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，以及過氧化氫制取氧氣的反應原理進行分析；
（3）根據實驗室氯酸鉀制取氧氣的反應物是固體，反應條件是加熱選擇發生裝置，并據反應原理書寫表達式，收集較為純凈的氧氣用排水法，并結合實驗注意事項分析解答；
（4）實驗室制取二氧化碳的反應物是固體和液體，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；
（5）據質量守恒定律計算生成氧氣的質量，并結合方程式求氯酸鉀的質量．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是長頸漏斗，②是集氣瓶；
（2）實驗室用過氧化氫制取氧氣的反應物是固體和液體，反應條件是常溫，所以應選用B發生裝置，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，文字表達式為：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（3）加熱氯酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置A，反應表達式是：氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣，氧氣不易溶于水，故收集較為純凈的氣體可用排水法；實驗結束時，應先將導管從水槽中移出，熄滅酒精燈，防止水槽中水倒流，炸裂試管；
（4）實驗室制取二氧化碳的反應物是固體和液體，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；
（5）根據質量守恒定律，生成氧氣的質量=34.5g-24.9g=9.6 g 
設原混合物中氯酸鉀的質量為x，
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑              
245              96                    
x                9.6g  
      $\frac{245}{96}$=$\frac{x}{9.6g}$
        x=24.5g          　　         
答：原混合物中氯酸鉀的質量為24.5 g
故答案為：（1）長頸漏斗；集氣瓶；
（2）B；過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣；
（3）A；氯酸鉀$→_{加熱}^{二氧化錳}$氯化鉀+氧氣；  D； 將導管從水中取出；熄滅酒精燈；
（4）B；C；
（5）9.6； 
設原混合物中氯酸鉀的質量為x，
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑              
245              96                    
x                9.6g  
      $\frac{245}{96}$=$\frac{x}{9.6g}$
        x=24.5g          　　         
答：原混合物中氯酸鉀的質量為24.5 g．

點評 本題考查了學生對實驗室制取氣體的反應原理、裝置選取、儀器使用、方程式的計算等知識，能較好培養學生解決問題的能力．