Question

小明、小華和小林三位同學利用如圖所示裝置在實驗室制取O₂和CO₂，并對它們的有關性質進行研究，請回答下列問題．

（1）小明同學用KMnO₄固體制取O₂，應選用如圖中的

 

裝置（填編號），寫出化學方程式

 

，此收集氣體的方法叫

 

；當O₂收集滿并取出集氣瓶，停止該實驗的正確操作方法是

 

．
（2）小華同學用濃鹽酸與大理石在C裝置中反應，制取CO₂并檢驗其有關性質，觀察到燒杯中紫色石蕊試液變紅，對這一現象的解釋不合理是

 

（填序號）．
a．產生的CO₂直接使石蕊試液變紅
b．產生的CO₂與H₂O反應生成H₂CO₃，使石蕊試液變紅
c．揮發出的氯化氫溶于水，使石蕊試液變紅
（3）小林同學用A裝置制取了一瓶無色無味純凈的氣體，他制取的氣體可能是

 

，試用最簡便的方法驗證他所制取的氣體

 

．
（4）他們稱取銅、鋅混合物粉末10.0g置于燒杯中，慢慢加入稀硫酸使其充分反應，直至固體質量不再減少為止，此時用去49.0g稀硫酸．剩余固體3.5g．
①該混合物粉末中銅的質量分數為多少？
②所用的稀硫酸溶質的質量分數是多少？

Answer 1

考點：常用氣體的發生裝置和收集裝置與選取方法,實驗室制取氧氣的反應原理,二氧化碳的實驗室制法,二氧化碳的化學性質,有關溶質質量分數的簡單計算,根據化學反應方程式的計算

專題：溶質質量分數與化學方程式相結合的計算,常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
利用加熱的方法制取氣體，并且用排水法收集時，要按照一定的步驟進行，特別是要注意集滿氣體后的操作順序，以防發生安全事故；
（2）顯酸性的溶液能使石蕊試液變紅色；
（3）氧氣能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；
（4）銅不能和稀硫酸反應，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣．

解答：解：（1）用KMnO₄固體制取O₂需要加熱，應選用如圖中的B裝置；
高錳酸鉀受熱分解的化學方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
此收集氣體的方法叫排水法；
當O₂收集滿并取出集氣瓶，停止該實驗的正確操作方法是：先把導管移出水面，后熄滅酒精燈．
故填：B；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；排水法；先把導管移出水面，后熄滅酒精燈．
（2）濃鹽酸易揮發，揮發出的氯化氫溶于水形成鹽酸，能夠使石蕊試液變紅；
產生的CO₂與H₂O反應生成H₂CO₃，能夠使石蕊試液變紅；
二氧化碳不能使石蕊試液變紅．
故填：a．
（3）用A裝置可以制取氧氣，驗證所制取的氣體是氧氣的方法是：把帶火星的木條伸入集氣瓶中，帶火星的木條復燃．
故填：氧氣；把帶火星的木條伸入集氣瓶中，帶火星的木條復燃．
（4）①剩余固體3.5g是銅，該混合物粉末中銅的質量分數為：

3.5g

10.0g

×100%=35%，
答：混合物粉末中銅的質量分數為35%．
②解：設反應的硫酸質量為x，
混合物中鋅的質量為：10.0g-3.5g=6.5g，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，
65      98
6.5g     x

65

98

=

6.5g

x

，
x=9.8g，
所用的稀硫酸溶質的質量分數是：

9.8g

49.0g

×100%=20%，
答：所用的稀硫酸溶質的質量分數是20%．

點評：本題考查裝置的選擇、化學方程式的書寫、實驗基本操作、根據化學方程式計算等方面的知識，計算時要注意規范性和準確性．