Question

某二氧化锰样品中含有杂质炭，为测定该样品中二氧化锰的质量分数，某兴趣小组进行了如下实验，在一定的样品中通入干燥纯净的氧气，使杂质炭在加热条件下反应生成CO₂来进行分析测定．

（1）该实验可选择图（一）装置来产生所需氧气．如果要产生平稳的氧气气流，可将仪器①换成

 

．
（2）用图（二）装置收集或干燥氧气．若在烧瓶内装入浓硫酸来干燥，则气体应从

 

端通入．
（3）装置③中装有碱石灰，其作用是

 

．
（4）为了验证装置②已将CO₂吸收完全，可在装置②和装置③之间加入图（四）装置进行证明，则图（四）中加入的试剂是

 

．
（5）称取5.0g二氧化锰样品进行试验，图（三）玻璃管中的前后质量差为1.1g，则样品中的二氧化锰的质量分数为

 

．
（6）实验完成后，待图（三）玻璃管中的固体冷却至室温后，将该固体投入到过氧化氢溶液中，立即有大量的气泡产生，写出该反应的方程式：

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的干燥（除水）,实验室制取氧气的反应原理,碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）根据发生装置的选择条件即可．
（2）干燥就意味着是浓硫酸，因为浓硫酸具有吸水性．
（3）由题目信息（使杂质炭在加热条件下反应生成CO₂来进行分析测定）可知，二氧化碳的测定对实验很重要．因为空气也有二氧化碳．所以要消除空气中二氧化碳对实验的影响．
（4）检验二氧化碳常用试剂就是澄清石灰水．
（5）利用化学方程式进行计算，代入质量分数的计算公式即可．
（6）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，写出反应的化学方程式即可．

解答：解：
（1）该实验可选择图（一）装置来产生所需氧气．如果要产生平稳的氧气气流，可将仪器①换成分液漏斗；
（2）干燥是一个关键词，说明需要填写一种吸水性物质，浓硫酸具有吸水性；故答案为：b；
（3）根据题目信息（在一定量的样品中通入干燥纯净的氧气，使杂质炭在加热条件下反应生成CO₂来进行分析测定）可知，本实验是通过计算二氧化碳的质量测定质量分数的，所以必须排除空气中的二氧化碳的干扰；二氧化碳可以和碱石灰反应；故答案为：防止空气中的二氧化碳进入②中，影响测定结果．
（4）检验二氧化碳常用方法就是通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，说明是二氧化碳．故答案为：澄清石灰水．
（5）根据题干信息可知，图（三）中装置②反应前后的质量差1.1g就是二氧化碳的质量．
设碳的质量是x，
C+O₂

点燃  .

CO₂
12        44
x        1.1g
即：

12

44

=

x

1.1g

，得：x═0.3g
碳的质量分数═

0.3g

5.0g

×100%═6%；故二氧化锰的质量分数就是94%．
（6）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
故答案为：
（1）分液漏斗；（2）b；（3）防止空气中的二氧化碳进入②中，影响测定结果．
（4）澄清石灰水．（5）94%．（6）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．

点评：通过本题使学生学会设计实验测定某种物质的质量分数，并且能够计算质量分数．