Question

18．生铁和钢都是铁的重要合金．某化学研究小组的同学要证明某生铁样品中含有碳元素并测定其含碳量，设计了如图所示的实验装置．现取10g该样品在纯氧中燃烧．请根据题目要求，分析有关数据，回答下列问题：

（1）请写出下列仪器的名称：a长颈漏斗；b酒精灯．
（2）请写出装置A中所发生反应的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）仪器的连接顺序为：A→E→C→D₁→B→D₂．其中装置E的作用是干燥氧气（已知：D₁、D₂为2个澄清石灰水洗气瓶）．
（4）仪器D₁中出现澄清石灰水变浑浊的现象，则可证明生铁样品中含有碳元素．
（5）当整套装置内的化学反应均完全进行后，经测量仪器D₁和仪器B一共增重Wg，仪器D₂中的澄清石灰水没有变化，则10g该试样中含碳元素的质量为$\frac{3W}{11}$g（计算结果可为分数形式）．

Answer 1

分析 （1）根据常见仪器名称回答；
（2）通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
（3）根据浓硫酸具有吸水性进行分析；
（4）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（5）根据装置质量变化的情况可以计算该试样中含碳元素的质量．

解答 解：（1）图中仪器a、b分别为：长颈漏斗；酒精灯
（2）通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气，方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）浓硫酸具有吸水性，可以吸收氧气中的水蒸汽；
（4）若含有碳元素，则碳能生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（5）经测量仪器D₁和仪器B一共增重Wg，说明生成二氧化碳的质量为：Wg，
则10g该试样中含碳元素的质量为：Wg×$\frac{12}{44}$×100%=$\frac{3W}{11}$，
故答案为：（1）长颈漏斗；酒精灯（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（3）干燥氧气（或除去氧气中的水分）（4）澄清石灰水变浑浊（5）$\frac{3W}{11}$．

点评 熟记实验室制取氧气的反应原理、注意事项以及物质的检验和除杂的知识等，并要求同学们在平时的学习中加强基础知识的储备，以便能够灵活应用．