Question

10．請結合圖示回答下列實驗室制取氣體的有關問題．

（1）寫出圖一中a和b的儀器名稱：a試管，b錐形瓶．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的反應原理是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化學方程式表示）
（3）利用圖一中裝置BD（填裝置序號）可制取和收集二氧化碳氣體，若選擇圖二裝置收集二氧化碳氣體，則氣體應從d（填c或d）端通入．若選擇圖三作為制二氧化碳的發生裝置，突出優點是可隨時控制反應的發生和停止．
實驗室用溶質質量分數為6%H₂O₂溶液制氧氣的反應方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，采用圖三裝置不能（填“也能”或“不能”）利用其優點．
（4）興趣小組同學若用30%的H₂O₂溶液，幫實驗室需要配制6%的H₂O₂溶液500g．
①計算：需要30%H₂O₂溶液的質量為100g．
②該實驗的主要步驟還有量取…裝瓶并貼標簽．請填寫圖四的標簽；
③老師發現某同學量取30%的H₂O₂溶液時俯視讀數，所配溶液溶質質量分數小于6%．（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室常用儀器解答；
（2）根據反應原理書寫方程式；
（3）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；若選擇圖二裝置，則須從長管進氣，圖三可通過彈簧夾的開閉隨時控制反應發生和停止；
（4）①溶質的質量=溶液的質量×溶質的質量分數；
②標簽要注明溶液名稱和溶液溶質質量分數；
③量筒讀數時俯視會使量取的過氧化氫溶液的量偏小，所以溶液中溶質質量偏小，導致所配溶液溶質質量分數偏小．

解答 解：（1）標號儀器分別是試管和錐形瓶；
（2）加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；若選擇圖二裝置，則須從長管進氣，將空氣擠壓到集氣瓶上部排出，圖三可通過彈簧夾的開閉隨時控制反應發生和停止，是液體和塊狀固體反應；
實驗室用溶質質量分數為6%H₂O₂溶液制氧氣的反應方程式為 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，是液體和粉末在常溫下反應，所以不能實現固液分離，不能采用裝置三實現其優點．
（4）①6%的H₂O₂溶液500g含有溶質的質量是：500g×6%=30g，則需要30%H₂O₂溶液的質量為：30g÷30%=100g；
②標簽要注明溶液名稱和溶液溶質質量分數，如下圖所示；
③量筒讀數時俯視會使量取的過氧化氫溶液的量偏小，所以配制的溶液中溶質質量偏小，溶液中溶質質量分數小于6%；
故答案為：
（1）試管；錐形瓶；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）BD；d；可隨時控制反應的發生和停止；
（4）①100；②；③小于．

點評 了解實驗室制取氧氣的反應原理、常用儀器、裝置選取方法，溶質質量分數計算式的應用，量筒讀數等知識，才能結合題意正確分析解答．