Question

4．為驗證MnO₂在KClO₃受熱分解制O₂的反應前后質量不變，某興趣小組利用如圖所示裝置進行了如下實驗：
（1）連接好裝置后，如何檢查裝置的氣密性？導管的一端浸沒在水里，雙手緊貼容器外壁，觀察是否有氣泡冒出，移開手，在導管內是否形成一段水柱
（2）取2.45gKClO₃固體粉末與0.87gMnO₂粉末充分混勻，置于如圖所示裝置的試管中，充分加熱后，停止加熱，移去酒精燈之前，應先將導管移出水面；調節(jié)量筒內液面與水槽內液面高度相同，量筒內收集到的氣體體積＞0.735L（填“＞”、“＜”或“=”）．已知室溫下氣體摩爾體積為24.5L•mol^-1，不考慮氧氣在水中的溶解及水蒸氣的影響）．
（3）取充分加熱后試管中的殘余固體，溶于50mL 1.0mol•L^-1稀硫酸中．加人50mL 0.30mol•L^-1Na₂C₂O₄溶液．待與MnO₂作用完畢后，用0.10mol•L^-1KMnO₄標準溶液進行滴定，消耗KMnO₄標準溶液VmL（已知Mn²⁺對滴定反應有催化作用）
a．寫出MnO₂與Na₂C₂O₄反應的離子方程式MnO₂+C₂O₄^2-+4H⁺=Mn²⁺+2CO₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）裝置氣密性檢驗的原理是：通過氣體發(fā)生器與液體構成封閉體系，依據改變體系內壓強時產生的現(xiàn)象（如氣泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）來判斷裝置氣密性的好壞；一般用到的方法是空氣熱脹冷縮法，據此進行分析解答；
（2）反應結束時應該先撤出導管再移去酒精燈，避免發(fā)生倒吸現(xiàn)象；
（3）二氧化錳與草酸鈉發(fā)生氧化還原反應生成錳離子、二氧化碳氣體和水．

解答 解：（1）檢查裝置的氣密性方法為：連接好儀器，先將導管的一端浸沒在水里，雙手緊貼容器外壁，若導管口有氣泡冒出，移開手，在導管內形成一段水柱，則不漏氣，
故答案為：導管的一端浸沒在水里，雙手緊貼容器外壁，觀察是否有氣泡冒出，移開手，在導管內是否形成一段水柱；
（2）充分加熱后，停止加熱，為了避免發(fā)生倒吸現(xiàn)象，應先將導管移出水面，再移去酒精燈，
2.45g氯酸鉀的物質的量為：$\frac{2.45g}{122.5g/mol}$=0.02mol，根據反應2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2KCl+3O₂↑可知，0.02mol氯酸鉀完全分解生成氧氣的物質的量為：0.02mol×$\frac{3}{2}$=0.03mol，常溫下0.03mol氧氣的體積為：24.5L/mol×0.03mol=0.735L，由于加熱過程中氣體膨脹，則量筒內收集到的氣體體積＞0.735L，
故答案為：將導管移出水面；＞；
（3）MnO₂與Na₂C₂O₄發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為：MnO₂+C₂O₄^2-+4H⁺=Mn²⁺+2CO₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+C₂O₄^2-+4H⁺=Mn²⁺+2CO₂↑+2H₂O．

點評 本題考查了化學實驗方案的設計與評價，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵，注意掌握呈化學實驗方案設計與評價原則，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．