Question

4．過(guò)氧化鎂（MgO₂）為白色粉末，不溶于水，易溶于稀酸，溶于酸后產(chǎn)生過(guò)氧化氫，在醫(yī)學(xué)上可作為解酸劑等．MgO₂可由以下反應(yīng)制得：MgO+H₂O₂═MgO₂+H₂O

Ⅰ．過(guò)氧化鎂的制備：制備流程如圖1所示：
（1）用圖2所示裝置進(jìn)行煅燒，儀器A的名稱是坩堝．
（2）某研究小組為了研究Mg₂（OH）₂CO₃煅燒條件對(duì)合成MgO₂的影響．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表所示（所取固體質(zhì)量均為ag），其他條件不變時(shí)，探究煅燒溫度對(duì)合成MgO₂的影響，可選擇實(shí)驗(yàn)①③（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	煅燒溫度（℃）	煅燒時(shí)間（h）
①	550	2
②	600	1
③	650	2
④	700	3

Ⅱ．過(guò)氧化鎂晶體含量的測(cè)定：過(guò)氧化鎂產(chǎn)品中常會(huì)混有少量MgO，實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)多種方案測(cè)定樣品中過(guò)氧化鎂的含量．

（3）某研究小組擬用圖3裝置測(cè)定一定質(zhì)量的樣品中過(guò)氧化鎂的含量．
①實(shí)驗(yàn)前需進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性，稀鹽酸中加入少量FeCl₃溶液的作用是用作催化劑．
②用恒壓分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)有：消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響；使分液漏斗中的溶液順利滴下．
（4）實(shí)驗(yàn)室還可通過(guò)下列方案測(cè)定樣品中過(guò)氧化鎂的含量：
稱取1.600g產(chǎn)品于錐形瓶中，加入15mL蒸餾水和足量稀硫酸，用0.5000mol•L^-1 KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)．反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
①滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液后溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色．
②根據(jù)圖4計(jì)算產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為89.25%．

Answer 1

分析 （1）煅燒固體應(yīng)該在坩堝中進(jìn)行；
（2）研究Mg₂（OH）₂CO₃煅燒條件對(duì)合成MgO₂的影響，要選擇只有一個(gè)條件不同其它條件要相同的組進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
（3）圖3裝置測(cè)定一定質(zhì)量的樣品中過(guò)氧化鎂的含量的方法為用樣品與鹽酸反應(yīng)，在氯化鐵做催化劑的條件下生成氧氣，根據(jù)生成氧氣的體積計(jì)算過(guò)氧化鎂的質(zhì)量，進(jìn)而確定品中過(guò)氧化鎂的含量，所以要準(zhǔn)確測(cè)量出氧氣的體積，實(shí)驗(yàn)前需進(jìn)行裝置氣密性檢查，用恒壓分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)有：消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響，保持恒壓液體能順利流下，據(jù)此答題；
（4）該實(shí)驗(yàn)的原理 為用樣品中的過(guò)氧化鎂與酸反應(yīng)生成過(guò)氧化氫，用高錳酸鉀溶液滴定生成的過(guò)氧化氫，高錳酸鉀溶液為紫紅色溶液，可以作為滴定終點(diǎn)的判斷依據(jù)，根據(jù)用掉的高錳酸鉀的體積可計(jì)算出樣品過(guò)氧化鎂的質(zhì)量，據(jù)此答題．

解答 解：（1）煅燒固體應(yīng)該在坩堝中進(jìn)行，所以儀器A的名稱是坩堝，
故答案為：坩堝；
（2）研究Mg₂（OH）₂CO₃煅燒條件對(duì)合成MgO₂的影響，要選擇只有一個(gè)條件不同其它條件要相同的組進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)合題中表格中的數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇①③，在溫度不同，時(shí)間相同的條件做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，可判斷出溫度對(duì)反應(yīng)的影響，
故答案為：①③；
（3）圖3裝置測(cè)定一定質(zhì)量的樣品中過(guò)氧化鎂的含量的方法為用樣品與鹽酸反應(yīng)，在氯化鐵做催化劑的條件下生成氧氣，根據(jù)生成氧氣的體積計(jì)算過(guò)氧化鎂的質(zhì)量，進(jìn)而確定品中過(guò)氧化鎂的含量，所以要準(zhǔn)確測(cè)量出氧氣的體積，
①裝置連接完畢后，進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)的方法為向量氣管中加水到右端液面高出左端液面，若液面不發(fā)生變化，則氣密性良好，根據(jù)上面的分析可知，稀硫酸中加入少量FeCl₃溶液作用是催化劑，
故答案為：檢查裝置的氣密性，用作催化劑；
②用恒壓分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)有：消除滴入溶液的體積對(duì)所測(cè)氣體體積的影響，使分液漏斗中的溶液順利滴下，
故答案為：使分液漏斗中的溶液順利滴下；
（4）該實(shí)驗(yàn)的原理 為用樣品中的過(guò)氧化鎂與酸反應(yīng)生成過(guò)氧化氫，用高錳酸鉀溶液滴定生成的過(guò)氧化氫，依據(jù)高錳酸鉀本身的顏色變化可判斷滴定終點(diǎn)，根據(jù)用掉的高錳酸鉀的體積可計(jì)算出樣品過(guò)氧化鎂的質(zhì)量，
①滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液后溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且30s不褪色，
故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液后溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色，且30s不褪色；
②根據(jù)圖4可知，滴定用去高錳酸鉀溶液的體積為20.4mL，根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，得關(guān)系式5MgO₂～5H₂O₂～2MnO₄^-，所以的物質(zhì)的量為$\frac{5}{2}$×20.4mL×10^-3×0.5000mol•L^-1=2.55×10^-2mol，所以產(chǎn)品中MgO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.55×1{0}^{-2}×56}{1.6}$×100%=89.25%，
故答案為：89.25%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)驗(yàn)測(cè)定的過(guò)程分析判斷，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力；該類試題主要是以常見(jiàn)儀器的選用、實(shí)驗(yàn)基本操作為中心，重點(diǎn)考查實(shí)驗(yàn)基本操作的規(guī)范性和準(zhǔn)確性及靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．