Question

科學(xué)家伽利略說：“一切推理都必須從觀察與實(shí)驗(yàn)中得來”，以下是老師提供的一些實(shí)驗(yàn)裝置，請根據(jù)要求回答下列問題：

（1）用大理石和稀鹽酸反應(yīng)（稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體可用飽和NaHCO₃溶液吸收）制取并收集干燥純凈的二氧化碳?xì)怏w． 
①關(guān)閉 A裝置中的止水夾后，從長頸漏斗向錐形瓶中注入一定量的水，靜止后如圖所示，則A裝置是否漏氣？    （填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”之一）．
②實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式是    ．
③所選儀器的連接順序    →氣體收集裝置（填寫儀器序號字母）．
（2）某同學(xué)欲用含有二氧化碳和水蒸氣雜質(zhì)的 CO測定一種鐵的氧化物（FexOy）的組成，稱量該鐵的氧化物的質(zhì)量為 23.2g．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：氣體流向是從左向右，選擇的儀器按 B→C→F→D 順序連接，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（假設(shè)有關(guān)反應(yīng)均反應(yīng)完全…）．
①裝置B的作用是    ．
②F裝置中的Fe_xO_y全部被還原后，稱量剩余固體的質(zhì)量為16.8g，該鐵的氧化物的化學(xué)式為    ．
③用上述方法測量時(shí)，如果沒有B裝置，測定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比值會(huì)     （填“偏大”“偏小”“基本不變”之一）．
④該套裝置中有一個(gè)明顯的不足之處，應(yīng)在裝置D后放置燃著的酒精燈處理尾氣，這樣做的目的是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①從圖中可以看出在密閉的容器中，可以根據(jù)壓強(qiáng)來判斷分析，液面沒有下降；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取CO₂氣體的藥品時(shí)大理石和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳，寫出反應(yīng)的方程式；
③根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)可以知道干燥可以用濃硫酸，而吸收氯化氫氣體可以用飽和的碳酸鈉溶液，可以據(jù)此來解答該題；
（2）①根據(jù)題意和裝置進(jìn)行分析，各裝置設(shè)計(jì)的目的進(jìn)行解答；
②根據(jù)對所測裝置質(zhì)量的分析（C裝置減少的質(zhì)量就是氧化物中氧元素的質(zhì)量），計(jì)算鐵的氧化物中所含鐵元素與氧元素的質(zhì)量，根據(jù)鐵的氧化物中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比求出氧化物的化學(xué)式；
③分析為測定鐵的氧化物的組成各裝置的作用，對各裝置進(jìn)行評價(jià)，并判斷對測定結(jié)果所產(chǎn)生的影響；
④因?yàn)镃O具有毒性，所以在實(shí)驗(yàn)中要將尾氣CO進(jìn)行無害化處理．
解答：解：（1）①若裝置漏氣，裝置內(nèi)的氣體向外逸出，裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下長頸漏斗內(nèi)的液面將會(huì)下降，而現(xiàn)在裝置內(nèi)的液面沒有下降，說明裝置不漏氣；
②實(shí)驗(yàn)室制取CO₂氣體的藥品時(shí)大理石和稀鹽酸，反應(yīng)產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳，該反應(yīng)化學(xué)方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③發(fā)生裝置是固液反應(yīng)的A裝置，除水用濃硫酸，除去氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，如果先除掉水后，再通過碳酸氫鈉溶液時(shí)會(huì)又帶上水，前面的水就白除了，所以把除水放在最后除，要先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，再通過濃硫酸除水，最后收集，故連接順序?yàn)椋篈→E→C；
（2）①其中B裝置裝NaOH目的是將一氧化碳（含少量二氧化碳）中的二氧化碳除去，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
②完全反應(yīng)后，裝置C中剩余固體質(zhì)量16.8g，即鐵的氧化物中鐵的質(zhì)量；而裝置C減少的質(zhì)量為氧化物中氧元素的質(zhì)量，23.2g-16.8g=6.4g；
設(shè)則該鐵的氧化物化學(xué)式為Fe_xO_y，氧化物中鐵元素和氧元素的質(zhì)量比為：=，整理得=，所以該鐵的氧化物的化學(xué)式是Fe₃O₄；
③裝置B是除去混合氣體中的二氧化碳，對C裝置的質(zhì)量變化并無影響，所以對測定鐵的氧化物的化學(xué)式結(jié)果無影響；
④因?yàn)橐谎趸�碳有毒，�?huì)污染空氣，因此裝置D后放置燃著的酒精燈處理尾氣的目的是：防止一氧化碳污染空氣；
故答案為：（1）不漏氣；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；A→E→C；
（2）除去二氧化碳；Fe₃O₄；基本不變；防止一氧化碳污染空氣．
點(diǎn)評：（1）熟記實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、裝置示意圖、注意事項(xiàng)以及物質(zhì)的檢驗(yàn)和除雜的知識，本題容易出錯(cuò)的地方是連接順序，要熟記除雜質(zhì)時(shí)導(dǎo)管要遵循“長進(jìn)短出”的原則，在除水時(shí)要放到最后除，否則再通過其他試液時(shí)又會(huì)帶上水；
（2）本題是一道探究性實(shí)驗(yàn)題，它以課本的一氧化碳還原氧化鐵為依據(jù)，嘗試了知識的變化角度和遷移能力的考查，CO的還原性可以將鐵的氧化物中的鐵還原出來，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)棵鞔_所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置的作用，同時(shí)注意一氧化碳的毒性，要進(jìn)行無害處理，避免環(huán)境污染．