Question

5．某二氧化錳樣品中含有雜質炭，為測定樣品中二氧化錳的質量分數，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，然后用氫氧化鈉溶液吸收CO₂來進行分析測定．（堿石灰也可以吸收CO₂）

（1）儀器①的名稱是長頸漏斗；．如果該實驗選擇圖㈠裝置來制取氧氣，則所用固體藥品的作用為催化作用，鐵絲在氧氣中燃燒的化學表達式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）用圖㈡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㈢是用干燥純凈的O₂與樣品反應來測定二氧化錳質量分數的裝置，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②中，影響測定結果．；加熱結束后還要繼續通一會兒氧氣，作用是把生成的二氧化碳趕盡使其充分與氫氧化鈉反應．
（4）為驗證圖㈢中裝置②已將CO₂吸收完全，可在裝置②與③之間加入圖㈣裝置進行證明，則圖㈣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㈢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為94%（填計算結果）．

Answer 1

分析 （1）根據發生裝置的選擇條件即可．
（2）根據裝置的特點結合氣體的性質決定進出口．
（3）由題目信息（使雜質炭在加熱條件下反應生成CO₂來進行分析測定）可知，二氧化碳的測定對實驗很重要．因為空氣也有二氧化碳．所以要消除空氣中二氧化碳對實驗的影響．
（4）檢驗二氧化碳常用試劑就是澄清石灰水．
（5）代入質量分數的計算公式即可．

解答 解：
（1）儀器①為長頸漏斗；圖一裝置屬于固體和液體不加熱制取氣體的裝置，故如果該實驗選擇圖㈠裝置來制取氧氣，需選擇二氧化錳與雙氧水，二氧化錳作催化劑；鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵；故答案為：長頸漏斗；催化作用；3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Fe₃O₄．
（2）若燒瓶充滿水來收集氧氣，則水從b管排走，故a管進氣，若在燒瓶內裝入濃硫酸進行干燥氣體，氣體應從b管進；故答案為：a；b
（3）根據題目信息（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）可知，本實驗是通過計算二氧化碳的質量測定質量分數的，所以必須排除空氣中的二氧化碳的干擾；二氧化碳可以和堿石灰反應；加熱結束后還要繼續通一會兒氧氣，作用是加熱結束后還要繼續通一會兒氧氣，作用是把生成的二氧化碳趕盡使其充分與氫氧化鈉反應．
故答案為：防止空氣中的二氧化碳進入②中，影響測定結果；把生成的二氧化碳趕盡使其充分與氫氧化鈉反應．
（4）檢驗二氧化碳常用方法就是通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，說明是二氧化碳．故答案為：B．
（5）根據題干信息可知，圖（三）中裝置②反應前后的質量差1.1g就是二氧化碳的質量．
設碳的質量是X，
C+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂
12        44
X         1.1
即：$\frac{12}{x}=\frac{44}{1.1g}$
得：X═0.3g；
碳的質量分數═$\frac{0.3g}{5.0g}$×100%═6%；∴二氧化錳的質量分數就是1-6%=94%．
故答案為：94%．

點評 本題考查了混合物中某成分含量的測定，完成此題，可以依據物質的性質結合題干提供的信息進行．