Question

17．如圖所示為實驗室中常見的氣體制備、干燥、收集和性質實驗的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復選擇儀器）．試根據題目要求，回答下列問題：
Ⅰ．氯酸鉀（KClO₃）固體在二氧化錳做催化劑并加熱的條件下，能較快的分解為氯化鉀和氧氣．小剛同學欲在實驗室中以此方法制備并收集干燥的氧氣．
（1）所選儀器的連接順序為B→D→F（填寫儀器序號字母）．
（2）用氯酸鉀制備氧氣所發生的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
Ⅱ．小強同學欲用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，然后利用氫氣測定某氧化鐵樣品中含Fe₂O₃的質量分數（假設雜質不會發，也不發生反應）．儀器的連接順序為：A→D₁→C→D₂→D₃．（已知：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O；其中D₁、D₂、D₃為三個濃硫酸洗氣瓶）
（1）在裝藥品之前，檢查儀器A氣密性的具體操作步驟是關閉分液漏斗的開關，先把導管的一端浸入水中，然后用熱毛巾裹住錐形瓶，如果導管口有氣泡冒出，證明氣密性良好．
（2）小強欲通過測量反應前后D₂濃硫酸洗氣瓶的質量變化，測算氧化鐵樣品中含有Fe₂O₃的質量分數．試驗中，在其他操作正常的條件下，若下列情況出現，請你對測算出的結果與實際值相比較，并作出判斷（用“偏小”“偏大”“不受影響”之一填寫下列空白）．
①若裝置中不連接D₁，則測算結果將偏大．
②實驗開始時，小強在沒有加熱之前就通了一會氫氣，則測算結果將不受影響．
（3）若測得洗氣瓶D₂的質量增加m g，則C處大玻璃管內的物質總質量應該減少$\frac{8m}{9}$g（計算結果可為分數形式）．

Answer 1

分析 Ⅰ．
（1）收集干燥的氧氣，所以要先制取，再干燥，再收集；根據方程式的寫法寫出實驗室制取氧氣的反應原理；
（2）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣； 
Ⅱ．
（1）根據檢查裝置氣密性的方法及注意事項分析即可；
（2）
①制取的氫氣中含有水蒸氣，如果不除去水蒸氣，會導致計算出的氧化鐵樣品的純度偏大；
②根據氫氣是否參與反應影響實驗、及安全性角度分析；
（3）若儀器D₂濃硫酸洗氣瓶的質量增加mg，因此水中氧元素的質量是C處大玻璃管內的物質總質量應該減少的質量．

解答 解：Ⅰ．（1）如果用氯酸鉀制氧氣就需要加熱，氧氣可以用濃硫酸干燥，氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集，用向上排空氣法收集的氧氣比較純凈；
（2）氯酸鉀在二氧化錳做催化劑和加熱的條件下生成氯化鉀和氧氣，配平即可，反應的化學方程式是 2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
Ⅱ．（1）檢查儀器A氣密性的具體操作步驟是：關閉分液漏斗的開關，先把導管的一端浸入水中，然后用熱毛巾裹住錐形瓶，如果導管口有氣泡冒出，證明氣密性良好；
（2）①若不連接D₁，氫氣中的水蒸氣無法除去，會導致測定的水的質量偏大，從而導致計算出的氧化鐵質量偏大，則計算出樣品純度的結果將偏大，
②沒有加熱之前就通了一會氫氣，以排凈裝置內的空氣，防止爆炸的產生，氫氣沒有參加化學反應，則測算結果將不受影響；
（3）若儀器D₂濃硫酸洗氣瓶的質量增加mg，因此生成水的質量是mg，水中氧元素的質量，是C處大玻璃管內的物質總質量應該減少的質量，mg水中氧元素的質量=mg×$\frac{16}{18}$=$\frac{8m}{9}$g；，則C處大玻璃管內的物質總質量應該減少$\frac{8m}{9}$g；
故答案為：
Ⅰ．（1）B→D→F；
    （2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
Ⅱ．（1）關閉分液漏斗的開關，先把導管的一端浸入水中，然后用熱毛巾裹住錐形瓶，如果導管口有氣泡冒出，證明氣密性良好；
（2）①偏大；②不受影響；
（3）$\frac{8m}{9}$．

點評 本考點主要考查了儀器的連接和氣體的除雜和干燥，同時也考查了化學方程式的書寫，氫氣還原氧化鐵的相關知識，綜合性比較強，要結合所學知識細心分析解答．