Question

電石的主要成分為CaC₂，易與水反應(yīng)生成C₂H₂，故C₂H₂俗稱電石氣．某同學(xué)設(shè)計(jì)如下方案測定電石中CaC₂的純度（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．
實(shí)驗(yàn)原理 CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑ 通過測定生成的氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況），可確定樣品中CaC₂的含量．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱取樣品1.2g；
②把1.2g樣品放入氣密性良好的氣體發(fā)生裝置，如圖所示；
③向樣品中滴入水，至不再產(chǎn)生氣泡，用量筒排水集氣，量筒內(nèi)液面在360mL處恰與水槽內(nèi)液面相平
④作為反應(yīng)器的燒瓶中有24mL液體．
請回答下列問題：
（1）上述實(shí)驗(yàn)所用的玻璃儀器有導(dǎo)管、水槽、

 

、

 

、

 

．
（2）若實(shí)驗(yàn)前有1000mL、500mL、250mL的量筒備用，則應(yīng)選用

 

mL的量筒．
（3）生成氣體體積是

 

mL，為保證生成氣體體積的準(zhǔn)確性，讀取量筒刻度時(shí)應(yīng)注意的問題是

 

（4）若將C₂H₂通入KMnO₄溶液中，KMnO₄溶液的紫紅色會(huì)變淺，配平并完成化學(xué)方程式

 

KMnO₄+

 

C₂H₂+

 

H₂SO₄═

 

K₂SO₄+

 

MnSO₄+

 

CO₂+

 

 

．
若該實(shí)驗(yàn)生成的C₂H₂完全被KMnO₄溶液氧化，至少需0.1mol?L^-1的KMnO₄溶液

 

mL．
（5）通過以上數(shù)據(jù)計(jì)算，可得樣品中CaC₂的純度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)所用的玻璃儀器有導(dǎo)管、水槽、圓底燒瓶、分液漏斗、量筒等；
（2）稱取樣品1.2g，如全部為CaC₂，n（CaC₂）=

1.2g

64g/mol

=0.01875mol，生成C₂H₂的體積為0.01875mol×22.4L/mol=0.42L；
（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使量筒內(nèi)外液面相平、視線與量筒內(nèi)液面的最低處相切，生成氣體體積=用量氣裝置測得氣體體積-圓底燒瓶瓶中液體體積；
（4）反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)降低，C元素化合價(jià)升高，從守恒的角度配平方程式；
（5）根據(jù)氣體的體積結(jié)合方程式計(jì)算m（CaC₂），進(jìn)而可計(jì)算樣品中CaC₂的純度．

解答： 解：（1）由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)所用的玻璃儀器有導(dǎo)管、水槽、圓底燒瓶、分液漏斗、量筒，故答案為：圓底燒瓶；分液漏斗；量筒；
（2）稱取樣品1.2g，如全部為CaC₂，n（CaC₂）=

1.2g

64g/mol

=0.01875mol，生成C₂H₂的體積為0.01875mol×22.4L/mol=0.42L=402mL，則應(yīng)用500mL量筒，
故答案為：500；
（3）滴入燒瓶的液體會(huì)把原來裝置中的空氣排入量氣裝置中，進(jìn)入量氣裝置的空氣的體積等于進(jìn)入燒瓶的液體的體積，所以量氣裝置中O₂的體積=用量氣裝置測得氣體體積-燒瓶中液體體積，所以生成氣體體積為360-24=336mL；為保證測定氣體體積的準(zhǔn)確性，讀取量筒刻度時(shí)要移動(dòng)量筒，使量筒內(nèi)外液面持平，
故答案為：336；使量筒內(nèi)外液面相平、視線與量筒內(nèi)液面的最低處相切；
（4）反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低到+2價(jià)，C元素化合價(jià)由-1價(jià)升高到+4價(jià)，反應(yīng)的方程式應(yīng)為2KMnO₄+C₂H₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+2CO₂+4H₂O，
n（C₂H₂）=

0.336L

22.4L/mol

=0.015mol，
則由方程式可知需要0.03molKMnO₄，
V（KMnO₄）=

0.03mol

0.1mol/L

=0.3L=300mL，
故答案為：2、1、3、1、2、2、4 H₂O；300；
（5）n（C₂H₂）=0.015mol，則n（CaC₂）=0.015mol，
m（CaC₂）=0.015mol×64g/mol=0.96g，
ω（CaC₂）=

0.96g

1.2g

×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)含量的測定，為高頻考點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查了碳化鈣與水反應(yīng)的性質(zhì)，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力、實(shí)驗(yàn)探究能力和數(shù)據(jù)處理能力．