Question

9．如圖為實驗室中常見的氣體制備、凈化、收集和性質實驗的部分儀器．

根據題目要求，試回答下列問題：
（1）小穎同學選擇了過氧化氫溶液和二氧化錳為原料，制取并收集了一瓶干燥的氧氣．
①她所選儀器的連接順序為ADE（填儀器序號）．
②該反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）小燕同學欲用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，然后利用氫氣測定某氧化鐵樣品中Fe₂O₃的質量分數（假設雜質不發生反應），反應方程式為3H₂+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，儀器的連接順序為A→D₁→B→D₂→D₃（D₁，D₂，D₃為三個濃硫酸洗氣瓶）．
①裝置B中的實驗現象是紅色固體逐漸變為黑色．
②反應結束后，測得裝置B中硬質玻璃管內固體質量減少了ag，則該氧化鐵樣品中氧化鐵的質量為$\frac{10}{3}a$g（計算結果可為分數形式）．
③小燕同學欲通過測量反應前后裝置D₂的質量變化來計算氧化鐵樣品中Fe₂O₃的質量分數，若裝置中不連接D₁，這樣測算出的Fe₂O₃質量分數與實際值相比將偏大．（填“偏小”“偏大”“基本一致”之一）
④小蕾同學認為該實驗裝置可精簡為A→D→B，然后利用反應前后裝置B的質量變化來計算樣品中Fe₂O₃的質量分數，這樣測算出的Fe₂O₃質量分數與實際值相比將基本一致．（填“偏小”“偏大”“基本一致”之一）

Answer 1

分析 根據氣體發生裝置的選擇與反應物的狀態和反應條件有關，收集裝置與氣體的密度和溶解性有關進行分析解答即可；根據氫氣還原氧化鐵以及反應過程中的質量變化解答即可．

解答 解：（1）①用過氧化氫溶液和二氧化錳為原料，制取并收集一瓶干燥的氧氣，是固液常溫型反應，故選擇A裝置為發生裝置，收集干燥的氧氣，需要通過濃硫酸干燥，然后用向上排空氣法收集，故她所選儀器的連接順序為ADE，故填：ADE；
②過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，化學方程式為 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）①氫氣還原氧化鐵生成鐵和水，故會觀察到裝置B中的實驗現象是紅色固體逐漸變為黑色，故填：紅色固體逐漸變為黑色．
②反應結束后，測得裝置B中硬質玻璃管內固體質量減少了ag，說明減少的氧元素的質量為ag，設氧化鐵的質量為x，則有：
Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O△m
160                                         48
x                                             ag
$\frac{160}{48}=\frac{x}{ag}$  
x=$\frac{10}{3}a$         
故填：$\frac{10}{3}a$；
③若裝置中不連接D₁，則會使水除不去，這樣測算出的Fe₂O₃質量分數與實際值相比將偏大，故填：偏大；
④若是實驗裝置精簡為A→D→B，然后利用反應前后裝置B的質量變化來計算樣品中Fe₂O₃的質量分數，這樣測算出的Fe₂O₃質量分數與實際值相比將基本一致，故填：基本一致．

點評 本題主要考查常見氣體的發生裝置與收集裝置的探究，發生裝置依據反應物的狀態和反應條件選擇，收集裝置依據氣體的密度和溶解性選擇．要計算物質的含量，需要排除物質的干擾．