Question

4．结合如图1所示实验装置回答下列问题：

（1）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用的装置组合是BC（填标号），该反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O．用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式为Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）用如图2所示方法检查A装置气密性，若装置的气密性良好，将手松开一段时间后，烧杯导管口出现的现象是丙（填“甲”或“乙”或“丙”）．
（3）一定条件下，高铁酸钾（K₂FeO₄）固体能发生如下两个反应：
Ⅰ.4K₂FeO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4K₂O+3O₂↑，
Ⅱ.4K₂FeO₄+10H₂O═4Fe（OH）₃↓+8KOH+3O₂↑
①若用反应Ⅰ制取氧气，应选用的气体发生装置是A（填标号，下同）若用反应Ⅱ制取氧气，应选用的气体发生装置是B；收集装置可选用C（或E）．
②取等质量的两份高铁酸钾分别进行加热、与水反应，完全反应后产生氧气的质量相等（填“相等”、“不相等”或“无法确定”）．
③为测定某高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数，某同学充分加热10g样品（杂质不发生化学反应）后，称得剩余固体质量为9.04g．
求：（i）生成氧气的质量为0.96g．
   （ii）该样品中高铁酸钾的质量分数．（提示：高铁酸钾的相对分子质量为198）
（要求：根据化学方程式计算，写出计算过程，结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根据实验室中制取二氧化碳的反应原理，根据实验室制取二氧化碳的药品的状态及反应条件确定发生装置，根据收集方法确定收集装置，根据二氧化碳性质分析检验的方法写出反应的化学方程式；
（2）根据检查装置的气密性的方法进行分析解答；
（3）①根据反应物的状态和反应条件来确定制取装置，根据气体的性质来确定收集方法；
②根据高铁酸钾受热分解、与水反应的化学方程式进行分析；
③根据质量守恒定律来分析；根据高铁酸钾与生成氧气的关系式，结合题中的数据进行解答．

解答 解：
（1）实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，生成氯化钙、水，反应的化学方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．属于固液常温下反应制取气体，应选用的装置是B，二氧化碳能溶于水密度比空气大，应选用的收集装置是C，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，常用澄清的石灰水来检验，反应的方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．故填：BC；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）采用手握试管外壁的方法检查装置的气密性，若装置的气密性良好，导管口会有气泡冒出，将双手移开一会后，烧杯内导管中的液柱会上升；故填：丙； 
（3）①反应Ⅰ是用固体加热制取氧气，选择装置A来制取；反应Ⅱ是用固体与液体在常温下反应来制取氧气，故选择装置B来制取，因为氧气不易溶于水、密度比空气大，所以可用排水法或向上排空气法来收集，故填：A；B；C（或E）；
②通过分析高铁酸钾受热分解、与水反应的化学方程式，都是每792份质量的高铁酸钾生成96份质量的氧气，所以等质量的两份高铁酸钾固体生成的氧气质量相等；故填：相等；
③（i）生成氧气的质量为：10g-9.04g=0.96g；故填：0.96g；
（ii）解：设10g样品中高铁酸钾的质量为x．
4K₂FeO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4K₂O+3O₂↑
792                   96
 x                  0.96 g                  
$\frac{792}{96}=\frac{x}{0.96g}$                        
x=7.92 g                               
所以样品中高铁酸钾的质量分数为：$\frac{7.92g}{10g}×100%$=79.2%                  
答：此高铁酸钾样品中高铁酸钾的质量分数为79.2%．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．还考查了对化学方程式的认知程度和利用化学方程式进行计算，难度不大，属于基础型考题．