Question

16．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，能較快的分界為氯化鉀和氧氣．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BDF（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}}{△}$2KCl+3O₂↑．
II．小強同學欲用鋅和稀硫酸反應制取氧氣，然后利用氫氣測定某氧化鐵樣品中含Fe₂O₃的質量分數（假設雜質不會揮發，也不發生反應）．儀器的連接順序為A→D₁→C→D₂→D₃．（其中D₁、D₂、D₃為三個濃硫酸洗氣瓶）
（3）D₁的作用是吸收水蒸氣．
（4）小強欲通過測量反應前后D₂濃硫酸洗氣瓶的質量變化，測算氧化鐵樣品中含有Fe₂O₃的質量分數．試驗中，在其他操作正常的條件下，若下列情況出現，請你對測算出的結果與實際值相比較，并作出判斷（用“偏小”“偏大”“不受影響”之一填寫下列空白）．
①若裝置中不連接D₁，則測算結果將偏大．
②實驗開始時，小強在沒有加熱之前就通了一會氫氣，則測算結果將不受影響．
（5）若測得洗氣瓶D₂的質量增加mg，則C處大玻璃管內的物質總質量應該減少$\frac{8}{9}$mg（計算結果可為分數形式）．

Answer 1

分析 I．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．濃硫酸具有吸水性，可以用作氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體的干燥劑；
加熱條件下，氧化鐵和氫氣反應生成鐵和水；
為了防止加熱時發生爆炸，加熱前應該先通入一段時間的氫氣．

解答 解：（1）利用氯酸鉀制取氧氣需要加熱，應該用B裝置作為發生裝置；
通過D裝置可以干燥氧氣，利用F裝置可以收集到干燥的氧氣，所選儀器的連接順序為BDF．
故填：BDF．
（2）用氯酸鉀制備氧氣所發生的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故填：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（3）D₁的作用是吸收水蒸氣．
故填：吸收水蒸氣．
（4）①若裝置中不連接D₁，會導致水蒸氣進入D₂中，從而導致測定的水的質量偏大，進一步導致測定的氧化鐵質量偏大，則測算結果將偏大．
故填：偏大．
②實驗開始時，在沒有加熱之前就通了一會氫氣，是為了防止加熱時發生爆炸，對測算結果無影響．
故填：不受影響．
（5）設C處大玻璃管內的物質總質量應該減少的質量為x，
Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，C處大玻璃管內的物質總質量減少
  160                    112     54                160-112=48
                                     mg                       x
$\frac{54}{mg}$=$\frac{48}{x}$，
x=$\frac{8}{9}$mg，
故填：$\frac{8}{9}$m．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．