Question

3．化學(xué)興趣小組根據(jù)老師提供的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1）進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究．
（試劑足量，反應(yīng)均完全，裝置可重復(fù)使用，部分夾持裝置已省略，裝置氣密性良好．）

（1）甲組同學(xué)利用A裝置中產(chǎn)生的氧氣驗(yàn)證B中的黑色粉末是炭粉．
①A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②為完成此實(shí)驗(yàn)，除用A、B裝置外，還需要補(bǔ)充C、D裝置，C瓶中試劑為石灰水主要作用是證明有二氧化碳生成，反應(yīng)化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
D裝置的主要作用是提供熱量．
（2）乙組同學(xué)要驗(yàn)證A中燒瓶?jī)?nèi)裝的氣體可能是CO、CO₂、CH₄中的一種或幾種，為確定燒瓶?jī)?nèi)氣體的成分，乙組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（忽略B、C裝置中空氣的影響）：
【資料】甲烷和氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O

【操作步驟】
Ⅰ．按A→C→B→C→D的順序連接裝置如圖2，實(shí)驗(yàn)時(shí)打開K₂與分液漏斗，將3.0g的濃氫氧化鈉溶液滴入燒瓶中；加熱B中足量的氧化銅固體，點(diǎn)燃D中酒精燈．
Ⅱ．打開K₁，通入氮?dú)猓淮鼴中固體顏色不再發(fā)生改變，停止加熱，繼續(xù)通氮?dú)猓?br />Ⅲ．反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得燒瓶中溶液的質(zhì)量為3.1g，B中固體的質(zhì)量減少了0.32g，
第二個(gè)C裝置的質(zhì)量增加了0.18g．
①在Ⅱ中打開K₁，通入氮?dú)饽康氖桥懦鰺�瓶中的氣體；停止加熱，繼續(xù)通氮?dú)饽康氖欠乐笴中的液體倒吸入玻璃管中．
②兩個(gè)C裝置中試劑相同均為濃硫酸，則參加反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量是1.6g．
③燒瓶中氣體的成分為二氧化碳和甲烷．

Answer 1

分析 （1）通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
二氧化碳能和澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水；
酒精燈是一種提供熱量的儀器；
（2）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑；
濃硫酸能夠吸收水；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算可以確定氣體的成分．

解答 解：（1）①A裝置中，過氧化氫分解生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②C瓶中試劑為石灰水主要作用是證明有二氧化碳生成，反應(yīng)化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
D裝置的主要作用是提供熱量．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；二氧化碳；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；提供熱量．
（2）①在Ⅱ中打開K₁，通入氮?dú)饽康氖桥懦鰺�瓶中的氣體；
停止加熱，繼續(xù)通氮?dú)饽康氖欠乐笴中的液體倒吸入玻璃管中；
②設(shè)甲烷的質(zhì)量為x，反應(yīng)的氧化銅的質(zhì)量為z，
第二個(gè)C裝置的質(zhì)量增加了0.18g，說明甲烷和氧化銅反應(yīng)生成了0.18g水，
CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O，
16  320              36
x    z              0.18g
$\frac{16}{x}$=$\frac{320}{z}$=$\frac{36}{0.18g}$，
x=0.08g，z=1.6g，
設(shè)反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為y，
B中固體的質(zhì)量減少了0.32g，說明反應(yīng)的氧化銅中氧元素的質(zhì)量是0.32g，根據(jù)題意有：$\frac{80}{16}$=$\frac{y}{0.32g}$，
y=1.6g，
因此混合氣體中不含有一氧化碳；
反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得燒瓶中溶液的質(zhì)量為3.1g，說明氣體中含有二氧化碳，質(zhì)量為：3.1g-3.0g=0.1g，
即混合氣體中含有二氧化碳和甲烷．
故填：排出燒瓶中的氣體；防止C中的液體倒吸入玻璃管中；1.6；二氧化碳和甲烷．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．