Question

3．某興趣小組根據(jù)老師提供的實驗裝置進行如下實驗．（試劑均足量，假設各步反應均完全，裝置可重復使用，部分夾持裝置已省略，組合裝置氣密性良好．）

（1）甲組同學利用A中產生的氧氣驗證B中的黑色粉末是炭粉．
①A中反應的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②為完成此實驗，除用裝置A、B外，還需要補充的裝置有CD（填裝置序號）．
③說明黑色粉末是炭粉的反應的化學方程式是C+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；Ca（OH）₂+CO₂ =CaCO₃↓+H₂O．
（2）A中燒瓶內的氣體可能含有CO、CO₂、CH₄中的一種或幾種，為確定燒瓶內氣體的成分，乙組同學進行如下實驗：
【資料】甲烷和氧化銅反應的化學方程式為：CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O
Ⅰ． 將3.0g的濃氫氧化鈉溶液滴入燒瓶中，充分反應；
Ⅱ．按A→C→B→C→D的順序連接裝置，打開K₁，從K₁處通入氮氣，打開K₂，排盡B中空氣，加熱B中足量的氧化銅固體，充分反應；
Ⅲ．反應結束后，測得燒瓶中溶液的質量為3.1g，B中固體的質量減少了0.32g，第二個C裝置的質量增加了0.18g．
①打開K₂前通入氮氣的目的是防止倒吸．
②兩個裝置C中試劑相同，裝置C中的試劑名稱是濃硫酸．
③燒瓶中氣體的成分是CO₂ 和CH₄．

Answer 1

分析 根據(jù)已有的知識進行分析解答，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下能分解生成是和氧氣，碳能與氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，氫氧化鈉能與二氧化碳反應，吸收二氧化碳后質量增加，濃硫酸具有吸水性，能吸水而質量增加，據(jù)此解答．

解答 解：（1）①制取氧氣不需要加熱，用過氧化氫制取氧氣，反應物是過氧化氫寫在等號的左邊，生成物是水和氧氣寫在等號的右邊，反應條件是二氧化錳做催化劑，氧氣后面標上上升符號，所以方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②由于碳與氧氣反應生成二氧化碳，需要用C裝置驗證二氧化碳的生成，碳與二氧化碳反應生成一氧化碳，一氧化碳有毒，為了防止污染空氣，需要點燃處理；
③說明黑色粉末是炭粉的反應的化學方程式是根據(jù)碳與氧氣反應生成二氧化碳，反應物是碳和氧氣，生成物是二氧化碳，反應條件是點燃，所以方程式是：C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂；驗證二氧化碳是用石灰水，反應物是氫氧化鈣和二氧化碳寫在等號的左邊，生成物是碳酸鈣和水，寫在等號的右邊，碳酸鈣后面標上沉淀符號；所以方程式是：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）①氫氧化鈉吸入二氧化碳使燒瓶內氣體壓強減小，通入氮氣防止液體倒吸；
②為了驗證通過B裝置后是否有水生成，所以在通入B裝置前將原來的水除掉，再通過B裝置看是否有水生成，因為濃硫酸具有吸水性，可以除去水蒸氣，所以C中放濃硫酸；
③測得燒瓶中溶液的質量為3.1g，比氫氧化鈉溶液質量增加了，說明燒瓶中含有二氧化碳，其它氣體都不與氫氧化鈉反應，第二個C裝置的質量增加了0.18g說明生成了0.18g水，所以燒瓶中含有甲烷，
CH₄+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO₂+2H₂O      
    320     256     36   固體質量減少：64                   
                    0.18g              X
根據(jù)：$\frac{36}{64}=\frac{0.18g}{X}$  解得X=0.32g，題干中B中固體的質量減少了0.32g，所以氣體中沒有一氧化碳．
故答案為：（1）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； ②CD；③C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂ ；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）①防止倒吸；②濃硫酸；③CO₂和CH₄．

點評 本題難度較大，必須總和考慮問題，充分利用題干中所給信息，知道濃硫酸的吸水性，根據(jù)生成水的質量進行計算．