Question

3．化学式一实验为基础的科学，实验室科学探究的重要手段．
（1）某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验．

①写出一个双球管中可能反应的化学方程式．
②挤压右滴管并微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要什么条件？
③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是磷．
（2）实验室可利用如图实验装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe₂O₃并检验气体产物．已知CO发生装置中的反应为：H₂C₂O₄  $\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑

1A装置中能观察到什么现象？
2写出B装置中反应的化学方程式．
3要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为：一氧化碳发生装置接h、g接e、f接c、d接a．
4从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，请简述改进措施．
（3）将30.9g 氯酸钾（KClO₃）和二氧化锰的固体混合物装入试管中，加热制取氧气，同时生成氯化钾．待反应完全后，将试管冷却，称量，可以得到21.3g 固体物质．请计算原固体混合物中氯酸钾的质量．

Answer 1

分析 （1）
①根据反应物书写即可，注意反应条件及配平．
②根据对应现象分析燃烧的条件；
③根据相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完燃烧对应的化学方程式计算消耗的氧气；
（2）根据实验目的进行方案的完善
（3）根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了氧气，所以可以求算氧气的质量，根据氧气的质量和对应的化学方程式求算氯酸钾的质量．

解答 解：
 （1）
①双球管中涉及两个反应，分别为碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙以及水，另一反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，对应的化学方程式分别为：2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑、2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．写其一即可．
②挤压右滴管并微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，都有可燃物，都接触氧气，但是由于着火点不同，所以现象不同，由此可说明燃烧需要温度达到可燃物着火点，可燃物与氧气接触的条件．
③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，设消耗的可燃物的质量均为mg，对应的消耗的氧气的质量分别为x、y、z．
4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
124  160
mg    x
$\frac{124}{160}$=$\frac{mg}{x}$
x≈1.29mg
3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄
168   64
mg    y
$\frac{168}{64}$=$\frac{mg}{y}$
y≈0.38mg
2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO
48     32
mg    z
$\frac{48}{32}$=$\frac{mg}{z}$
z≈0.67mg
所以消耗氧气最多的是磷．
（2）
1A装置中能观察到Ca（OH）₂溶液变浑浊．是因为一氧化碳具有还原性，和氧化铁反应生成了二氧化碳，而二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊．
2写出B装置中是氧化铁和一氧化碳在高温的情况下生成铁和二氧化碳，对应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．
3要达到实验目的，需要制备纯净的一氧化碳，所以应该先除去二氧化碳，需要通过氢氧化钠溶液（氢氧化钙溶液用来检验二氧化碳，氢氧化钠溶液用来吸收或者除去二氧化碳，因为两者溶解度差别很大），洗气瓶是长进短出，所以先h后g，然后通过浓硫酸干燥也是洗气，所以先e后f，然后将气体通入反应装置（c和d没有顺序区别），然后将生成气体通入澄清石灰水检验生成的二氧化碳，所以应该是a．所以一氧化碳发生装置接 h、g接 e、f接 c（或者d）、d（或者是c）接 b．
4有尾气可能含有有毒的一氧化碳，所以从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，改进措施为：在A装置后增加一个尾气处理装置（合理即可）．
（3）根据质量守恒定律可得，生成的氧气的质量为30.9g-21.3g=9.6g．
设原混合物中氯酸钾的质量为x
2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑
245                   96
x                    9.6g
$\frac{245}{96}$=$\frac{x}{9.6g}$
     解得x=24.5g
故答案为：
（1）
①2HCl+CaCO₃=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑）；
②温度达到可燃物着火点，可燃物与氧气接触；   ③磷；
（2）
①Ca（OH）₂溶液变浑浊；    ②Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．
③h、g接e、f接c（或d）、d接（或c）b．
④在A装置后增加一个尾气处理装置（合理即可）．
（3）24.5g．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．