Question

6．化學實驗室科學探究的重要途徑．請根據下列實驗圖示回答相關問題：

（1）A是實驗室制備氣體的發生與收集裝置．用過氧化氫溶液與二氧化錳制取氧氣的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，制取氧氣、二氧化碳可用同樣的發生裝置，原因是都是液體和固體反應，不需要加熱，選擇收集裝置的依據是氣體的密度，溶解性等；
（2）B實驗中設計合理的是①（填“①”或“②”）；另一裝置設計中存在的問題是裝置不密封，生成的二氧化碳擴散到空氣中，沒有稱量計入反應后的總質量；
（3）C是定量實驗，選擇儀器不恰當或操作不規范都會導致實驗結果有誤差．實驗時選擇量同規格應為50mL（填“50mL”或“100mL”），稱量時砝碼與藥品位置放反了（1g以下使用游碼），所得溶液的質量分數小于15%（填“大于”、“等于”或“小于”）．

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；
根據反應物狀態、反應條件可以選擇發生裝置，根據氣體的密度、水溶性可以選擇收集裝置；
（2）只有科學地設計實驗、進行實驗，才能夠得出正確的結論；
（3）選擇量筒時，量程應該大于或等于量取的液體體積，并且應該和量取的液體體積最接近；如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗．

解答 解：（1）用過氧化氫溶液與二氧化錳制取氧氣的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
制取氧氣、二氧化碳可用同樣的發生裝置，原因是都是液體和固體反應，不需要加熱，選擇收集裝置的依據是氣體的密度，溶解性等．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；都是液體和固體反應，不需要加熱；氣體的密度，溶解性等．
（2）B實驗中設計合理的是①，能夠驗證質量守恒定律；設計不合理的是②，因為裝置不密封，生成的二氧化碳擴散到空氣中，沒有稱量計入反應后的總質量，無法驗證質量守恒定律．
故填：①；裝置不密封，生成的二氧化碳擴散到空氣中，沒有稱量計入反應后的總質量．
（3）50g溶液中氯化鈉的質量為：50g×15%=7.5g，
水的質量為：50g-7.5g=42.5g，需要量取的水的體積為：42.5g/（1g/mL）=42.5mL，實驗時選擇量筒規格應為50mL；
稱量時砝碼與藥品位置放反了，則稱量的氯化鈉質量為：7g-0.5g=6.5g，
所得溶液的質量分數為：$\frac{6.5g}{42.5g+6.5g}$×100%=13.3%＜15%，
故填：50mL；小于．

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．