Question

今天是實驗室開放的日子，小軍、小華和小英三位同學利用下圖所示裝置在實驗室制取O₂和CO₂，并對它們的有關性質進行研究，請回答下列問題．

（1）寫出上述標號的儀器名稱：①________、②________
（2）小軍同學用氯酸鉀和二氧化錳固體制取O₂，應選用上圖中的________裝置（填編號），該反應的化學方程式為________；當O₂收集滿并取出集氣瓶后，停止該實驗的正確操作方法是________．
（3）小華同學用濃HCl與大理石在C裝置中反應，制取CO₂并檢驗其有關性質，觀察到燒杯中紫色石蕊試液變紅，石蕊試液變紅的原因可能是________．（寫出兩種原因）
（4）過氧化氫溶液長期保存會分解，使得溶質質量分數減小．小英從家中拿來一瓶久置的醫用過氧化氫溶液和同學們一起測定該溶液的溶質質量分數．他們取出該溶液51g，加入適量二氧化錳生成O₂的質量與反應時間的關系如圖．

①完全反應后生成氧氣的物質的量為________．
②計算該過氧化氫溶液的溶質質量分數．（寫出計算過程）

Answer 1

解：（1）上述標號的儀器名稱：①長頸漏斗；②錐形瓶；
（2）①因為氧氣不易溶于水，故可用排水集氣法收集氧氣．故選B；
②用氯酸鉀和二氧化錳固體制取O₂的化學方程式為：2KClO₃2KCl+3O₂↑；
③為了防止導致導管倒吸水，炸裂試管，當O₂收集滿并取出集氣瓶后，停止該實驗的正確操作方法是：先把導管移出水面，后熄滅酒精燈；
（3）①因為大理石的主要成份是碳酸鈣，與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，水和二氧化碳反應可生成碳酸，石蕊試液遇酸變紅色；
②鹽酸易揮發出氯化氫氣體，氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，使石蕊試液變紅色；
（4）①完全反應后生成氧氣的物質的量為：0.48g÷32=0.015mol；
②設該過氧化氫溶液的溶質質量為x，
2H₂O₂2H₂O+O₂↑
68 32
x 0.48g
∴
∴x==1.02g，
過氧化氫溶液的溶質質量分數為：×100%=2%．
故答案為：（1）長頸漏斗；錐形瓶；
（2）B；2KClO₃2KCl+3O₂↑；先把導管移出水面，后熄滅酒精燈；
（3）①產生的CO₂與H₂O反應生成H₂CO₃，使石蕊試液變紅；②揮發出的氯化氫溶于水使石蕊試液變紅；
（4）0.015mol；2%．
分析：（1）根據實驗操作經驗．寫出儀器名稱；
（2）①排水集氣法適用于不易跟水發生反應，難溶于水的氣體；
②用氯酸鉀和二氧化錳固體制取O₂，二氧化錳是催化劑，氯酸鉀受熱分解為氯化鉀和氧氣，據此寫出化學方程式即可；
③如果先熄滅酒精燈，再把導管移出水面，會導致導管倒吸水，炸裂試管；
（3）石蕊試液遇酸變紅色，遇堿變藍色；鹽酸有揮發性；
（4）①單位物質的量的物質所具有的質量，稱為摩爾質量，在數值上等于該物質的相對原子質量或相對分子質量；
②根據過氧化氫分解的化學方程式和生成氧氣的質量，列出比例式，就可計算出該過氧化氫溶液的溶質質量，然后根據溶質質量分數公式計算即可．
點評：本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．