Question

5．如圖是實驗室常見的制取氣體的裝置：

（1）實驗室用高錳酸鉀制氧氣時，可選用的氣體發(fā)生裝置和氣體收集裝置是A和C或D（填A(yù)．B．C．D序號）；試管口還要放一團棉花，目的是防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管；
寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）；實驗結(jié)束時應(yīng)先撤去導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，原因是防止水槽中的水倒吸入試管，使試管因驟然冷卻而炸裂；檢驗氧氣的方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說明收集滿．
（3）實驗室用雙氧水制氧氣時，可選用的氣體發(fā)生裝置是B（填A(yù)．B．C．D序號）；寫出雙氧水制取氧氣的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（4）尿素化學(xué)式為CO（NH₂）₂．
①尿素的相對分子質(zhì)量為60．
②尿素中碳元素與氮元素的質(zhì)量比為3：7．
③尿素分子中碳、氧、氮、氫的原子個數(shù)比為1：1：2：4．
④尿素中所含氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）用高錳酸鉀制氧氣時，反應(yīng)物是高錳酸鉀，生成物是錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應(yīng)條件是加熱，根據(jù)化學(xué)方程式的書寫步驟書寫方程式；根據(jù)實驗的注意事項分析棉花的作用及根據(jù)氧氣的密度和溶解性選擇收集裝置；
（2）根據(jù)實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗步驟、注意事項以及驗滿進(jìn)行分析解答；
（3）發(fā)生裝置主要由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件決定；收集裝置主要由氣體的密度和溶水性決定；
（4）相對分子質(zhì)量是化學(xué)式中所有原子的相對原子質(zhì)量的總和；根據(jù)化合物中元素質(zhì)量比等于各原子的相對原子質(zhì)量乘以原子個數(shù)之比，進(jìn)行分析解答；根據(jù)尿素的化學(xué)式C0（NH₂）₂可判斷尿素由C、O、H、N四種元素組成，其分子由1個C原子、1個O原子、2個N原子和4個H原子所構(gòu)成；根據(jù)化合物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來分析．

解答 解：（1）用高錳酸鉀制氧氣時，反應(yīng)物是高錳酸鉀，生成物是錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，反應(yīng)條件是加熱，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；實驗時應(yīng)在試管口放一團棉花，其作用是：防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管；固體加熱制取氧氣，故選裝置A來制取；因為氧氣不易溶于水且密度大于空氣，所以既可以用排水法收集，也可以用向上排空氣法收集，所以不能采用向下排空氣法收集；故填：A；C或D；防止高錳酸鉀顆粒進(jìn)入導(dǎo)氣管；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）用高錳酸鉀制O₂實驗結(jié)束時，應(yīng)先把導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈，以防止水槽中的水倒吸入試管，使試管因驟然冷卻而炸裂．驗滿氧氣的方法是：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說明收集滿；故填：防止水槽中的水倒吸入試管，使試管因驟然冷卻而炸裂；將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，說明收集滿；
（3）反應(yīng)物的狀態(tài)是固態(tài)和液態(tài)，反應(yīng)條件是常溫，應(yīng)選固-液不加熱型的發(fā)生裝置；氧氣不易溶于水，密度比空氣大，可用排水法或向上排空氣法收集；過氧化氫以二氧化錳為催化劑生成水和氧氣．故填：B；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2H₂O+O₂↑；
（4）①尿素的相對分子質(zhì)量為：12+16+（14+1×2）×2=60，故填：60；
②尿素中碳、氮元素的質(zhì)量比為12：14×2=3：7；故填：3：7；
③尿素C0（NH₂）₂分子中C、O、N、H的原子個數(shù)比=1：1：2：4；故答案為：1：1：2：4；
④尿素C0（NH₂）₂中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{14×2}{60}×100%$≈46.7%；故填：46.7%．

點評 本道題主要考查了實驗室制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置的選擇，發(fā)生裝置主要由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件決定，收集裝置主要由氣體的密度和溶水性決定，同時還要考慮氣體是否有毒、是否與水反應(yīng)、是否與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)等．