Question

3．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見的氣體制備、干燥、收集、和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的部分儀器．試根據(jù)題目要求，回答下列問題：

（1）寫出①裝置制取氧氣的化學(xué)方程式2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（2）實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳粉末和過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率快，宜選擇的發(fā)生裝置
為③（填序號(hào)），選擇該裝置的優(yōu)點(diǎn)是便于控制反應(yīng)的速率，用④裝置收集氧氣時(shí)，氧氣從導(dǎo)管b（填“a”或“b”）入．
（3）測(cè)定某氧化鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)雜質(zhì)不含鐵元素，也不與氫氣發(fā)生反應(yīng)）．某同學(xué)設(shè)計(jì)了用氫氣還原氧化鐵樣品的一組實(shí)驗(yàn)：

該實(shí)驗(yàn)制取氫氣的藥品宜選擇鋅和稀硫酸（填名稱）；干燥管內(nèi)生石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣；（若取用a克氧化鐵樣品，測(cè)得U型管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量增加b克，則樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{56b}{27a}$×100%（用代數(shù)表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)分液漏斗可以控制液體的滴加速度，氧氣密度比水小，不易溶于水進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)物是鋅和稀硫酸，空氣中的水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生影響，依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）分液漏斗可以控制液體的滴加速度，氧氣密度比水小，不易溶于水，所以實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳粉末和過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率快，宜選擇的發(fā)生裝置
為③，選擇該裝置的優(yōu)點(diǎn)是便于控制反應(yīng)速率，用④裝置收集氧氣時(shí)，氧氣從導(dǎo)管b入；
（3）實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)物是鋅和稀硫酸，空氣中的水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生影響，所以實(shí)驗(yàn)制取氫氣的藥品宜選擇鋅和稀硫酸；干燥管內(nèi)生石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣，
U形管增加的質(zhì)量就是生成水的質(zhì)量，設(shè)樣品中鐵元素的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O
             112  54
              x   b
        $\frac{112}{x}$=$\frac{54}$
          x=$\frac{112b}{54}$
所以樣品中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{112b}{54}}{a}$×100%=$\frac{56b}{27a}$×100%．
故答案為：（1）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）③，便于控制反應(yīng)速率，b；
（3）鋅和稀硫酸；吸收空氣中的水蒸氣，$\frac{56b}{27a}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．