Question

18．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見的氣體制備、干燥、凈化和收集實(shí)驗(yàn)的部分儀器．試根據(jù)題目要求，回答下列問(wèn)題：

（1）若用 Zn 和稀硫酸反應(yīng)制取并收集干燥 的氫氣．
①所選儀器的連接順序?yàn)椋篈BD（從左至右填寫儀器序號(hào)字母）．
②生成氫氣時(shí)，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
③經(jīng)測(cè)定，裝置 A 中鋅粒和稀硫酸反應(yīng)后溶液的 pH變大了（選填“變大”“變小”“不變”之一）．
（2）若以 H₂O₂溶液為原料（以 MnO₂為催化劑）在實(shí)驗(yàn)室中制備干燥的氧氣，并用來(lái)測(cè)定 CuO 和 Cu 的混合物樣品中 CuO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，儀器的連接順序?yàn)椋篈→B₁→C→B₂． （B₁、B₂為濃硫酸洗氣瓶），并檢驗(yàn)裝置的氣密性，所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中氣體流向是從左向右．小明同學(xué)取了氧化銅和銅的混合物樣品 a g，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①根據(jù)完全反應(yīng)后 C 裝置的質(zhì)量變化測(cè)定 CuO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．若測(cè)得 C 處大玻璃管內(nèi)的物質(zhì)總質(zhì)量增加 b g，則該混合物樣品中 CuO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{a-4b}{a}$（計(jì)算結(jié)果可為用 a 和 b 表示的代數(shù)式）．
②若 C 處大玻璃管中紅色的固體還沒(méi)有完全消失就測(cè)定，則樣品中 CuO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)算結(jié)果將偏大（填“偏大”“偏小”“不受影響”之一）．
③二氧化錳是 H₂O₂溶液制氧氣反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)后的二氧化錳可以進(jìn)行回收重復(fù)利用．可采用的操作方法是過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集．實(shí)驗(yàn)室制取CO₂，是在常溫下，用大理石或石灰石和稀鹽酸制取的，碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，因此不需要加熱．二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集．實(shí)驗(yàn)室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制氫氣的，氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集；若用zn和稀硫酸反應(yīng)制取并收集干燥的氫氣，所選儀器的連接順序?yàn)椋篈BD．由題目的信息可知：該混合物樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{a-4b}{a}$，若C處大玻璃管中紅色的固體還沒(méi)有完全消失就測(cè)定，則樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)算結(jié)果將偏大，二氧化錳是H₂O₂溶液制氧氣反應(yīng)的催化劑，因?yàn)槎�氧化錳不溶于水，反應(yīng)后的二氧化錳可以進(jìn)行回收重復(fù)利用，可采用的操作方法是過(guò)濾、洗滌、干燥．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制氫氣的，氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集；若用Zn和稀硫酸反應(yīng)制取并收集干燥的氫氣，所選儀器的連接順序?yàn)椋篈BD；鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，經(jīng)測(cè)定，消耗了稀硫酸，所以裝置A中鋅粒和稀硫酸反應(yīng)后溶液的pH變大；
（2）由題目的信息可知：該混合物樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{a-4b}{a}$，若C處大玻璃管中紅色的固體還沒(méi)有完全消失就測(cè)定，則樣品中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)算結(jié)果將偏大，二氧化錳是H₂O₂溶液制氧氣反應(yīng)的催化劑，因?yàn)槎�氧化錳不溶于水，反應(yīng)后的二氧化錳可以進(jìn)行回收重復(fù)利用，可采用的操作方法是過(guò)濾、洗滌、干燥．
故答案為：（1）①ABD；
②Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
③變大；
（2）①$\frac{a-4b}{a}$；
②偏大；
③催化劑，過(guò)濾．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)主要考查了混合物的分離、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時(shí)也考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計(jì)算等，綜合性比較強(qiáng)．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．