Question

15．如圖所示為實驗室常見的氣體制備、凈化、收集和性質實驗的部分儀器．試根據題目要求，回答下列問題：

（1）小欣同學用過氧化氫溶液與二氧化錳為原料，在實驗室制取并收集一瓶干燥的氧氣．
①該反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②所選儀器的連接順序為ABD（填寫儀器序號字母）．
③反應完畢，從混合物中分離出二氧化錳的最佳方案是溶解、過濾、洗滌、干燥．
（2）某實驗小組的同學用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，并用來測定某氧化銅樣品的純度，其實驗裝置及實驗數據如圖表所示．（已知：樣品中雜質不參與反應，H₂+CuO═Cu+H₂O，設各步均完全反應．）

	裝置B中固體質量	裝置C1的質量
反應前	10.0克	150.8克
反應后	8.4克	152.8克

①甲同學通過測量反應前、后裝置B中固體的質量變化，可計算出氧化銅樣品的純度為80.0%（數據精確至0.1%）．
②乙同學通過測量反應前、后裝置C₁的質量變化，計算出該氧化銅樣品的純度為88.9%．試分析乙同學計算結果存在誤差的原因：生成的氫氣中混有的水蒸氣．
請你對上圖實驗裝置提出具體的改進措施：將C₂裝置放在AB裝置之間．

Answer 1

分析 （1）據過氧化氫制取氧氣的反應原理，氧氣性質及化合物分離的方法解答；
（2）①根據質量守恒定律，反應應前后B中固體的質量差，即為反應中失去氧的質量，從而計算氧化銅的量；
②反應生成的氫氣中混有的水蒸氣，會導致結果偏大；

解答 解：①過氧化氫溶液與二氧化錳混合反應的方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②用過氧化氫溶液與二氧化錳為原料，在實驗室制取并收集一瓶干燥的氧氣，反應不需加熱，發生裝置選擇A，用濃硫酸干燥，用向上排空氣法收集，故連接順序為：ABD；
③氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應后的殘留物是氯化鉀和二氧化錳的混合物；氯化鉀易溶于水，二氧化錳難溶于水，可采用加水溶解、過濾、洗滌、干燥的方法分離出二氧化錳．
（2）①根據質量守恒定律可知：水中氧元素的質量=氧化銅中氧元素的質量，10g-8.4g=1.6g，反應應前后B中固體的質量差，即為反應中生成水中氧的質量，則氧化銅的質量是1.6÷$\frac{16}{80}$×100%=8g，然后求氧化銅樣品的純度=$\frac{8g}{10.0g}$×100%=80.0%；
②生成的氫氣中混有的水蒸氣，會導致結果偏大，改進措施是將C₂裝置放在AB裝置之間，用濃硫酸吸收氫氣中的水蒸氣，然后在進行試驗．
故答案為：（1）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；②ABD；③溶解、過濾、洗滌、干燥；
（2）①80.0%；②將C₂裝置放在AB裝置之間．

點評 本考點主要考查了儀器的連接和氣體的干燥，同時也考查了化學方程式的書寫和有關的計算等，綜合性比較強，本題能較好的考查學生分析、解決問題的能力．