Question

10．請根據下列裝置圖，回答有關問題：

（1）寫出裝置圖中標號儀器的名稱：a酒精燈．
（2）寫出實驗室用氯酸鉀制取氧氣的化學方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（3）寫出實驗室用鋅粒與稀硫酸制取氫氣的化學方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，制取氫氣的裝置是D（填字母）．
（4）若要配制180g質量分數為10%的稀硫酸，需要質量分數為98%的濃硫酸（密度為1.84g/cm³）10.0mL（計算結果保留一位小數），由濃溶液配制稀溶液時，計算的依據是溶液稀釋前后，溶質的質量不變．在實驗室用濃硫酸配制稀硫酸的主要步驟有 計算、量取、混勻、冷卻至室溫裝瓶并貼上標簽．
（5）小芳同學取礦石樣品10g，加入足量稀鹽酸，完全反應后，共用去稀鹽酸127.4g過濾得到濾渣2g（假設雜質既不溶于水也不與酸發生反應）．請你和小芳同學-起計算赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數和反應后溶液中溶質的質量分數．（請寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）據常用儀器的名稱解答；
（2）據實驗室用氯酸鉀制取氧氣的原理解答；
（3）實驗室用鋅粒與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸鋅；氫氣密度比空氣小，不易溶于水，可用排水法收集；
（4）利用98%的濃硫酸配制10%的稀硫酸，即加水進行稀釋，根據稀釋前后溶液中硫酸的質量不變，利用這一不變量進行計算；據稀釋的步驟解答；
（5）氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，反應后溶液是氯化鐵溶液，反應后溶液中溶質的質量分數的計算，可根據化學方程式求溶質的質量，溶液的質量可根據公式：“反應后溶液的質量=反應前加入的所有物質質量之和-雜質的質量-氣體的質量-沉淀的質量”來求出，結合已知量和方程式進行計算即可．

解答 解：（1）裝置圖中標號儀器的名稱是a酒精燈；
（2）實驗室用氯酸鉀制取氧氣的原理為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$ 2KCl+3O₂↑；
（3）實驗室用鋅粒與稀硫酸反應生成氫氣和硫酸鋅，反應的方程式為Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；氫氣密度比空氣小，不易溶于水，可用排水法收集；
（4）解：設需要溶質質量分數為98%的濃硫酸x，則
180g×10%=1.84g/mLx×98%，
x≈10.0mL
答：需濃硫酸的體積是10.0mL．
由濃溶液配制稀溶液時，計算的依據是溶液稀釋前后，溶質的質量不變；在實驗室用濃硫酸配制稀硫酸的主要步驟有 計算、量取、混勻、冷卻至室溫裝瓶并貼上標簽．
（5）氧化鐵和鹽酸可發生反應，所以剩余后的濾渣是樣品中的雜質，赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數為：$\frac{（10g-2g）}{10g}$×100%=80%；
氧化鐵的質量是8g，設反應生成氯化鐵的質量為x
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O
160         325
8g           x
$\frac{160}{8g}$=$\frac{325}{x}$
  x=16.25g        
$\frac{16.25g}{（127.4+8）g}$×100%=12%；
答：赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數為80%，反應后溶液中溶質的質量分數約為12%；
故答案為：（1）長頸漏斗；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$ 2KCl+3O₂↑；
（3）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑、BD；
（4）10.0、溶液稀釋前后，溶質的質量不變、量取．
（5）氧化鐵和鹽酸可發生反應，所以剩余后的濾渣是樣品中的雜質，赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數為：$\frac{（10g-2g）}{10g}$×100%=80%；
氧化鐵的質量是8g，設反應生成氯化鐵的質量為x
Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O
160         325
8g           x
$\frac{160}{8g}$=$\frac{325}{x}$
  x=16.25g        
$\frac{16.25g}{（127.4+8）g}$×100%=12%；
答：赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數為80%，反應后溶液中溶質的質量分數均為12.0%．

點評 本題主要考查了儀器的名稱、氧氣、氫氣的制取原理等，實驗設計的問題，有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，解答計算時要據物質的性質和方程式細心分析解答．