Question

3．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，某兴趣小组设计了如下实验方案：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．
（1）仪器①的名称是长颈漏斗．如果该实验选择图（一）装置来制取氧气，则所用药品为H₂O₂、MnO₂（填化学式），反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用图（二）装置可收集和干燥氧气：若烧瓶充满水来收集氧气，气体应从a（填“a”或“b”，下同）端通入；若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，气体应从b端通入．
（3）图（三）是用干燥纯净的O₂与样品反应来测定二氧化锰质量分数的装置，装置③中装有碱石灰，其作用是吸收空气中的二氧化碳．
（4）为验证图（三）中装置②已将CO₂吸收完全，可在装置②与③之间加入图㈣装置进行证明，则图（四）装置中加入的试剂为B（填字母）．
A．NaOH溶液　　　　 　　B．澄清石灰水　　　　　　C．浓硫酸
（5）称取5.0g二氧化锰样品进行实验，图（三）中装置②反应前后的质量差为1.1g，则样品中二氧化锰的质量分数为94%（填计算结果）．

Answer 1

分析 （1）熟悉常用仪器的名称和用途，根据装置的特点选择药品制取氧气，写出反应的化学方程式；
（2）根据氧气的密度与水的密度关系分析进气口，在干燥氧气时常将氧气通入浓硫酸中；
（3）根据碱石灰能与二氧化碳反应分析回答．
（4）根据二氧化碳的检验方法分析回答；
（5）分析装置质量差出现的原因，得出二氧化碳的质量，根据变化前后元素质量不变，求出混合粉末中木炭质量，再计算二氧化碳质量，最后用二氧化碳质量与混合粉末质量比，求出粉末中二氧化锰的质量分数

解答 解：（1）由图示可知，仪器①的名称是长颈漏斗．如果该实验选择图（一）装置来制取氧气，属于固液常温下反应制取氧气，则所用药品为2H₂O₂、MnO₂，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．故答为：长颈漏斗，H₂O₂、MnO₂，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）用图（二）装置可收集和干燥氧气：若烧瓶充满水来收集氧气，由于氧气的密度小于水的密度，气体应从a端通入；若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，气体应从b端通入．故答：a，b．
（3）由氧气和碳让反应生成了二氧化碳，碱石灰能与二氧化碳反应，所以，装置③中装有碱石灰，其作用是吸收空气中的二氧化碳，排除干扰．
故答：吸收空气中的二氧化碳．
（4）为检验装置②中排出气体是否含有二氧化碳以检验二氧化碳被完全吸收，可在装置②与③之间加入澄清石灰水，澄清石灰水不变浑浊，可以说明二氧化碳被全部吸收；
故选B；
（5）图㈢中用来吸收产生的二氧化碳的装置②反应前后的质量差为1.1 g，
所以增重的量即为吸收的二氧化碳的量，即吸收了二氧化碳质量为1.1g，
其中含C元素质量=1.1g×$\frac{12}{44}$×100%=0.3g，即混合粉末中含有0.3g木炭粉，
则含有黑色二氧化锰的质量分数=$\frac{5.0g-0.3g}{5g}$×100%=94%
故答：94%．

点评 分析探究过程中各装置的作用，理清探究思路，根据探究思路逐步进行分析，找出符合探究思路的解决问题的方法．