2.已知化合物甲和乙都不溶于水,甲可溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98%的硫酸,而乙不溶,F(xiàn)有一份甲和乙的混合物樣品,通過實驗進(jìn)行分離,可得到固體甲。(實驗中使用的過濾器是用于過濾強酸性液體的耐酸過濾器。)請?zhí)顚懴卤碇械目崭,完成由上述混合物得到固體甲的實驗設(shè)計。
序號 |
實驗步驟 |
簡述實驗操作(不必敘述如何組裝實驗裝置) |
① |
溶解 |
將混合物放入燒杯中,加入98%H2SO4,充分?jǐn)嚢柚钡焦腆w不再溶解 |
② |
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③ |
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④ |
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⑤ |
洗滌沉淀 |
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⑥ |
檢驗沉淀是否洗凈 |
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答案:②過濾 將燒杯中物質(zhì)倒入耐酸過濾器中過濾,得濾液。
③析出沉淀 將濾液沿?zé)诼谷胱懔克,并不段攪拌,直至析出全部固體。
④過濾 將此燒杯中的物質(zhì)倒入過濾器中過濾,得固體。
⑤ 用蒸餾水沖洗濾紙上的固體若干次,直至洗凈。
⑥取新得到的洗出液少許,滴入用鹽酸酸化的BaCl2 溶液 ,若沒有白色渾濁出現(xiàn),則說明沉淀已洗凈,若有白色渾濁出現(xiàn),則說明沉淀沒有洗凈。
點評:利用混合物中的各種物質(zhì)在一種溶劑中溶解度的不同進(jìn)行分離,是中學(xué)化學(xué)實驗的基本要求之一。本題中樣品經(jīng)過溶解、過濾、稀釋(或沉淀)、過濾、洗滌沉淀五個實驗步驟,可以得到固體甲。實驗時,首先將混合物樣品放入大小適宜的燒杯中,加入適量98%的濃硫酸,充分?jǐn)嚢韬筮^濾,溶液為甲的濃硫酸溶液。再將濾液倒入水中稀釋,充分?jǐn)嚢,分離出化合物甲。在操作中特別要注意濃硫酸的安全操作。
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A |
B |
C |
D |
E |
F |
G |
A |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
↓ |
B |
- |
- |
- |
- |
↓ |
↓ |
↓ |
C |
- |
- |
― |
↓ |
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↓ |
↓ |
D |
- |
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↓ |
- |
↓ |
↓ |
↓ |
E |
- |
↓ |
- |
↓ |
- |
↓ |
- |
F |
- |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
- |
↓ |
G |
↓ |
↓ |
↓ |
↓ |
- |
↓ |
- |
1.有A、B、C、D、E、F、G7瓶不同物質(zhì)的溶液,它們各是Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl3、Ca(NO3)2和Ba (OH )2溶液中的一種。為了鑒別,各取少量溶液進(jìn)行兩兩混合,實驗結(jié)果如表所示。表中“↓”表示生成沉淀或微溶化合物,“-”表示觀察不到明顯變化。試回答下面問題。 ⑴A的化學(xué)式是 ,G的化學(xué)式是 。判斷理由是 。 ⑵寫出其余幾種物質(zhì)的化學(xué)式。B: ,C: ,D: ,E: ,F(xiàn): 。
答案:⑴KCl,AgNO3;旌蠒r只生成一種沉淀的是KCl,生成的是AgCl,所以A是KCl,G是AgNO3! ⑵B:Na2SO4 C:MgCl2 D:Na2CO3 E:Ca(NO3)2 F:Ba(OH)2
點評:該題已給出圖表,可以直接抓特殊現(xiàn)象:A和G混合只產(chǎn)生一種沉淀,所以所以A是KCl,G是AgNO3。圖象法在解決多種物質(zhì)鑒別時,可以使問題簡單化,抓特殊現(xiàn)象結(jié)合其它現(xiàn)象即可解決問題。
8.如圖是一套實驗室制取氣體的裝置。某課外活動小組利用這套裝置快速制取Cl2、HCl、和O2。供選用有試劑有:A濃H2SO4 B濃鹽酸 C食鹽堿地D二氧化錳 E KMnO4 F H2O2
(1)若要快速制備Cl2應(yīng)選用--。
(2)若要快速制備HCl應(yīng)選用--。
(3)若要快速制備O2應(yīng)選用--。
答案:(1)B、E(2)A、B(3)D、F
熱點2:物質(zhì)的檢驗、分離和提純
[考點闡釋]
(1)用物理或化學(xué)方法使混合物分開并恢復(fù)至原狀
(2)掌握萃取、分液、蒸餾、升華、滲析等分離方法
(3)不使用試劑或只使用一種試劑鑒別一組物質(zhì)
(4)根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷物質(zhì)
(5)設(shè)計鑒別一組物質(zhì)的方案
[考察角度]
(1)物質(zhì)的檢驗
物質(zhì)的檢驗有鑒別、鑒定和推斷,鑒定是對于某一種物質(zhì)的定性檢驗,根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性,分別檢出陽離子、陰離子。推斷是通過實驗事實,推斷出被檢驗物質(zhì)的組成和名稱。鑒別是對分別存放的兩種或兩種以上的物質(zhì)進(jìn)行定性辨認(rèn),可以根據(jù)幾種物質(zhì)的顏色、氣味、溶解性、溶解時的熱效應(yīng)等不同加以區(qū)別。包括一種試劑鑒別多種物質(zhì)(常用的鑒別試劑有FeCl3溶液、Ba(OH)2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2懸濁液等)和不用其他試劑來鑒別一組物質(zhì)(一是利用某些物質(zhì)的物理性質(zhì)如顏色、氣味、溶解性等,首先將其鑒別出來,然后再用該試劑去鑒別其他物質(zhì),其二采用一種試劑與其他物質(zhì)相互反應(yīng)的現(xiàn)象不同,進(jìn)行綜合分析鑒別)。
(2)物質(zhì)的分離和提純
基本原則:不增(不引入新的雜質(zhì))、不減(不減少被提純物)、易分離(被提純物與雜質(zhì))、易復(fù)原(被提純物)。注意: 雜試劑需過量、過量試劑要除盡、除多種雜質(zhì)要注意加入試劑的順序、選擇最佳隊雜途徑。
物質(zhì)的分離與提純的基本操作歸納如下表:
操作名稱 |
適用范圍 |
實例 |
操作要點 |
過濾(溶液洗滌) |
溶與不溶物的分離 |
粗鹽提純 |
一貼二低三靠;加水洗滌溶液除去吸附的離子 |
結(jié)晶(重結(jié)晶) |
固體液體分離 溶解性不同的固體固體可溶物分離 |
食鹽溶液的蒸發(fā)結(jié)晶 KNO3和NaCl混合物的分離 |
加熱時不斷用玻璃棒攪拌防止濺出,有較多固體析出時撤燈用余熱將溶液蒸趕不干 |
蒸餾、分餾 |
沸點不同的液體混合物分離 |
石油中各餾分的分離 乙醇、乙酸、乙酸乙酯混合物中分離出乙酸乙酯 |
蒸餾燒瓶要墊石棉網(wǎng),內(nèi)部加碎瓷片,溫度計水銀球放在支管口略下的位置 冷卻水和蒸氣逆向 |
萃取、分液 |
兩種互溶液體的分離、兩種不互溶液體分離 |
用CCl4 從碘水中分離出碘 |
分液漏斗裝液不超過容積的3/4;兩手握漏斗、倒轉(zhuǎn)、用力振蕩、反復(fù),靜置分層,分液 |
洗氣 |
氣氣分離(雜質(zhì)氣體與試劑反應(yīng)) |
飽和食鹽水除去Cl2中HCl;溴水除去CH4中的C2H2 |
混合氣通過洗氣瓶,長進(jìn)短出 |
滲析 |
膠體與溶液中溶質(zhì)的分離 |
除去淀粉膠體中NaCl |
混合物裝入半透膜袋中浸入蒸餾水中適當(dāng)長時間 |
加熱 |
雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng) |
除Na2CO3中NaHCO3;除去MnO2中C |
玻璃棒攪拌使受熱均勻 |
升華 |
分離易升華的物質(zhì) |
碘、萘等的提純 |
|
鹽析 |
膠體從混合物中分離 |
硬脂酸鈉溶液中加入食鹽細(xì)粒;蛋清中加入飽和(NH4)2SO4 |
|
離子交換 |
溶液中離子從液體中分離 |
軟化 |
磺化煤軟化硬水 |
(3)常見物質(zhì)分離提純歸納
混合物,括號內(nèi)為雜質(zhì) |
所用試劑 |
分離方法 |
|
NaOH(Na2CO3) |
Ca(OH)2 |
溶解、加試劑、過濾 |
|
NaHCO3(Na2CO3) |
CO2 |
溶解、通入足量試劑、蒸發(fā) |
|
Na2CO3(NaHCO3) |
|
加熱 |
|
NaCl(Na2CO3、NaHCO3) |
HCl |
加入足量試劑,蒸發(fā) |
|
CO2(HCl、SO2) |
飽和Na2CO3溶液 |
洗氣 |
|
CO(CO2) |
NaOH |
洗氣 |
|
CO2(CO) |
CuO |
加熱 |
|
O2(CO2) |
Na2O2 |
足量試劑充分反應(yīng) |
|
NaCl(NH4Cl) |
|
加熱 |
|
KI(I2) |
CCl4 |
加熱升華或加試劑萃取 |
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Cl2(HCl) |
飽和NaCl溶液 |
洗氣 |
|
KNO3(NaCl) |
H2O |
重結(jié)晶過濾 |
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Fe2+(Fe3+) |
Fe |
過濾 |
|
Fe3+(Fe2+) |
H2O2 |
加入足量試劑 |
|
SiO2(CaCO3、CaO) |
HCl |
過濾 |
|
烷(烯炔) |
溴水 |
洗氣 |
|
氣態(tài)烷、烯、炔(H2S、CO2、SO2) |
NaOH溶液 |
洗氣 |
|
苯(甲苯) |
KMnO4 酸性溶液 |
分液 |
|
苯(苯磺酸) |
NaOH溶液 |
分液 |
|
溴苯(溴) |
NaOH溶液 |
分液 |
|
甲苯(乙醛) |
水 |
分液 |
|
甲苯(苯酚) |
NaOH溶液 |
分液 |
|
苯酚(苯) |
NaOH溶液、CO2 |
加NaOH溶液分液,取水層通入中量CO2,分液 |
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溴乙烷(乙醇) |
氷 |
分液 |
|
乙醇(水) |
CaO |
蒸餾 |
|
乙醇(NaCl) |
|
蒸餾 |
|
乙酸(甲酸) |
醋酸鈉晶體 |
蒸餾 |
|
乙酸乙酯(乙酸、乙醇) |
飽和Na2CO3 |
分液 |
|
硬脂酸鈉溶液(NaCl) |
半透膜 |
滲析 |
|
硬脂酸鈉溶液(甘油) |
NaCl粉未 |
鹽析、過濾 |
|
蛋白質(zhì)(飽和硫酸銨溶液) |
半透膜 |
滲析 |
|
硝基苯(硝酸) |
NaOH溶液 |
分液 |
|
淀粉溶液(NaCl) |
半透膜 |
滲析 |
|
甲烷(H2S) |
NaOH溶液或CuSO4溶液 |
洗氣 |
|
(4) 物質(zhì)鑒別的常見類型、思路和規(guī)律:
①不用任何試劑鑒別多種物質(zhì)。它要求不用任何試劑(可用水、加熱等)將一組物質(zhì)鑒別。須掌握待鑒物的特性及相互鑒別之反應(yīng)。
(A)特征現(xiàn)象法:先依據(jù)外觀特征鑒別出其中一種或幾種。再借用它們?nèi)ヨb別其它物質(zhì),思路為:觀察借用再借用。
例:有五瓶溶液它們分別是KCl、Ba(NO3)2 Na2CO3 Na2SO4 和FeCl3溶液,不用其它試劑或試紙,確定那瓶裝的是哪種溶液。
思路:先觀察溶液顯棕黃色的是FeCl3,再以FeCl3鑒別出Na2CO3,再用Na2CO3鑒別出Ba(NO3)2,再用Ba(NO3)2鑒別出Na2SO4和KCl。
(B)焰色反應(yīng)或加熱法:如果幾種物質(zhì)無明顯外觀特征,可考慮利用加熱分解或焰色反應(yīng)來區(qū)別。
例:有四瓶失去標(biāo)簽的藥品NaCl、K2SO4、NH4HCO3、NaHCO3,不用其它任何試劑如何將它們區(qū)別出來。
思路:先加熱鑒別出NH4HCO3、NaHCO3,再用焰色反應(yīng)鑒別NaCl、K2SO4。
(C)相互混合反應(yīng)法:若待檢物質(zhì)較多且無明顯特征,可以將這組待鑒物質(zhì)依次編號,然后把它們兩兩混合,將產(chǎn)生現(xiàn)象列表進(jìn)行推斷一一對號。
例:不用任何試劑鑒別氯化鋇、硝酸銀、碳酸鈉、鹽酸四種溶液
思路:將待鑒別的物質(zhì)分別編號,分別以一種物質(zhì)作為試劑加入到其它物質(zhì)中去,將產(chǎn)生的現(xiàn)象列表分析。根據(jù)每種物質(zhì)所產(chǎn)生的不同現(xiàn)象,可確定物質(zhì)的名稱。先將四種溶液分別編為A、B、C、D進(jìn)行互混實驗,將現(xiàn)象列表如下:
|
A |
B |
C |
D |
A |
-- |
↓ |
-- |
-- |
B |
↓ |
-- |
↓ |
↓ |
C |
↓ |
↓ |
-- |
↑ |
D |
-- |
↓ |
↑ |
-- |
然后進(jìn)行分析:在四種物質(zhì)中,能跟另外三種物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的只有硝酸銀,因此B是硝酸銀;能跟其中兩種物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀而跟另一種物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的只有碳酸鈉,因此C是碳酸鈉;而能跟碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)D必是鹽酸;那么A必然是氯化鋇。結(jié)論為:A是氯化鋇,B是硝酸銀,C是碳酸鈉,D是鹽酸。
(D)互滴法:若待鑒物為兩種時,且因試劑的加入順序(量)不同而現(xiàn)象不同,可用相互滴加,根據(jù)現(xiàn)象不同加以鑒別。如NaOH溶液和AlCl3溶液, 稀鹽酸和Na2CO3溶液。
②限用一種試劑鑒別多種物質(zhì):所選試劑與被鑒別物質(zhì)分別作用時,現(xiàn)象必須分別不同才行。
(A)可先分析被鑒別物質(zhì)的水溶性、密度、溶液酸堿性、溶解時熱效應(yīng)不同,確定能否選用水或指示劑(石蕊)進(jìn)行鑒別。如用水可鑒別:苯、乙酸、四氯化碳三種液體;NaOH、NaCl、NH4NO3三種固體。
(B)在鑒別多種酸、堿、鹽的溶液時,常可根據(jù)“相反原理”選用試劑進(jìn)行鑒別。若被鑒別的溶液多數(shù)呈酸性時,可選用堿或水解呈堿性的鹽的溶液鑒別;如:鑒別Mg2+溶液和Al3+溶液,用強堿溶液即可。又如鑒別CaCl2 、H2SO4 Al2(SO4)3 、Na2SO4四種溶液,選用Na2CO3溶液就能將它們一一鑒別出來。
若被鑒別的溶液多數(shù)呈堿性時,可選用酸或水解呈酸性的鹽的溶液鑒別;如鑒別Na2S、Na2CO3、Na2SO3 、NaCl、NaAlO2溶液,加入鹽酸或稀硫酸即可。
若被鑒別的物質(zhì)為金屬單質(zhì)和金屬氧化物時,可選擇強酸為試劑進(jìn)行鑒別;如用一種試劑鑒別鐵、炭、氧化亞鐵、氧化銅、二氧化錳五種黑色固體物質(zhì),可用濃鹽酸。
(C)當(dāng)被鑒物中含有醛基、羥基、羧基時,可考慮使用新制的Cu(OH)2來鑒別。
(D)常常選用溴水、新制氫氧化銅、氯化鐵溶液、KMnO4溶液等作試劑來鑒別多種有機物。
③任選試劑鑒別多種物質(zhì)。此類題目不限所加試劑的種類,可有多種解法,題目考查的形式往往是從眾多的鑒別方案中判斷最佳方案。其要求是操作步驟簡單,試劑選用最少,現(xiàn)象最明顯。答題要領(lǐng)如下:
(A)選取的試劑和待鑒的各物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象要專一,并且一目了然。
(B)不許原瓶操作,若原瓶操作,試劑將全部被污染,損耗太大。因此操作中要“各取少許”。
(C)不能指名道姓。因為在加入某試劑前,該物質(zhì)是未知的,一般簡答的順序是:取樣溶解(固體)加入某試劑描述現(xiàn)象得出結(jié)論。
[方法指導(dǎo)]
掌握常見物質(zhì)的檢驗、分離和提純的方法和步驟
[考點突破 ]
(1)重點:常見物質(zhì)的分離和提純方法
例:與在以下三組混合物:碘與氯化鈉固體、石英和氯化銨固體、乙酸乙酯和醋酸鈉溶液,其分離方法以依次為( )
A.加不溶解過濾、加熱、分液 B.加熱、加水溶解過濾、分液
C.分液、加熱、加水溶解過濾 D.加熱、分液、加水溶解過濾
答案:B
歸納:選擇分離和提純操作一般有以下規(guī)則:固體與固體混合物,若雜質(zhì)易分解或易升華時用加熱法;若一種易溶另一種難溶用溶解過濾法;若兩者均易溶可以據(jù)溶解度不同用重結(jié)晶法。液體與液體混合物,若沸點差別較大時用分餾法;若不互溶時用分液法;若在不同溶劑中的溶解度相差很大,用萃取法;對某些溶質(zhì)直徑有區(qū)別的物質(zhì)可用滲析法。氣體與氣體混合物一般用洗氣法。不具備上述條件的混合物,先用化學(xué)法處理,再選用適當(dāng)?shù)脑噭┗蚍椒ㄟM(jìn)行分離。
(2)難點。何镔|(zhì)的檢驗
例:有兩瓶失去標(biāo)簽的白色固體:一瓶是硫酸鈉,一瓶是氯化銨。請你設(shè)計四種實驗方案加以鑒別,簡要寫出操作過程、實驗現(xiàn)象和結(jié)論。
答案:
方法 |
操作與現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
加熱法 |
取兩種樣品,分別置于兩支試管中,用酒精燈加熱,一支試管中固體無明顯變化,另一支中固體最后類似于升華,在試管上部析出固體 |
無明顯變化的是硫酸鈉,另一是氯化銨 |
加堿法 |
分別取兩種樣品,各加入一定量燒堿在研缽中研磨,一個有氨臭味 |
有氨臭味的是氯化銨,另一個為硫酸鈉 |
加鹽法 |
分別取兩種樣品置于兩去試管中,加水溶解,再在兩支試管中各加入一定量的氯化鋇溶液,一支產(chǎn)生白色沉淀,另一支無明顯變化 |
有白色沉淀生成的是硫酸鈉,另一支是氯化銨 |
試紙法 |
分別取兩種樣品置于兩去試管中,加水溶解,用pH試紙測兩溶液pH值,一為中性,一為酸性 |
中性的為硫酸鈉,酸性的為氯化銨 |
歸納:物質(zhì)的檢驗通常有鑒定、鑒別和推斷。
(3)疑點:物質(zhì)的推斷
例:有一無色溶液,可能含有K+、Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO3-、MnO4-中的一種或幾種。為確定其成份,做如下實驗:取部分溶液,加入適量Na2O2固體產(chǎn)生無色無味的氣體和白色沉淀,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解;另取部分溶液,加入硝酸酸化的硝酸鋇溶液,有白色沉淀生成。下列推斷正確的是( )
A.肯定有K+、HCO3-、MnO4- B.肯定有Al3+、Mg2+、HCO3-
C.肯定有Al3+、Mg2+、SO42- D.肯定有Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-
答案:C
歸納:推斷要依據(jù)物質(zhì)的特征性質(zhì)和特征反應(yīng)
[例題剖析]
7.右圖的燒瓶時充滿了空氣。將此裝置就這樣倒置固定,對CH3CH3、H2、SO2、NO、C2H2、NO2、CH4等氣體,可用此裝置收集的是(寫物質(zhì)的化學(xué)式)
答案:H2、SO2、C2H2、NO2、CH4
6.雙球洗氣管是一種多用途儀器,常用于去除雜質(zhì)、氣體干燥、氣體吸收(能防止倒吸)等實驗操作。右圖是用水吸收某種氣體時的情形,根據(jù)下面附表判斷由左方進(jìn)入的被吸收氣體是( )
A.Cl2 B.HCl C.H2S D.CO2
附:四種氣體的溶解度表(室溫下)
氣體 |
Cl2 |
HCl |
H2S |
CO2 |
1體積水能吸收氣體的體積數(shù) |
2 |
500 |
2.6 |
1 |
答案:B
5.碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置),下列有關(guān)說法正確的是( )
A.氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇
B.Z導(dǎo)管出來的氣體中無二氧化碳
C.氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇
D.Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)
答案:CD
4.以下各種尾氣吸收裝置中,適合于吸收易溶性氣體,而且能防止倒吸的是( )
答案:BD
3.已知KMnO4與濃HCl在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2.若用圖2所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣,并試驗它與金屬的反應(yīng).每個虛線框表示一個單元裝置,其中錯誤的是( )
A.只有①和②處 B.只有②處
C.只有②和③處 D.只有②、③、④處
答案:D
2.下列三個問題均與下圖實驗裝置有關(guān),請選擇A--B等序號填入括號內(nèi)。
(1)制取某無色氧化物氣體時,錐形瓶X內(nèi)的藥品應(yīng)是( )
A.銅和稀硝酸 B.銅和濃硝酸
C.碳酸鈣和稀硫酸 D.亞硫酸鈉和濃鹽酸。
(2)洗氣瓶Y中所裝的液體應(yīng)是(不允許非水雜質(zhì)混在氣體中)( )
A.濃硫酸 B.氫氧化鈉溶液
C.亞硫酸氫鈉溶液 D.碳酸氫鈉溶液
(3)檢驗集氣瓶Z是否集滿氣體,置于瓶口的濾紙應(yīng)蘸上的溶液是( )
A .BaCl2溶液 B.酸性KmnO4溶液
C.碘化鉀淀粉試紙 D.澄清石灰水。
答案:B
1.圖3裝置可以用來發(fā)生、洗滌、干燥、收集(不考慮尾氣處理)氣體。該裝置可用于
A鋅和鹽酸生成氫氣。
B二氧化錳和濃鹽酸生成氯氣。
C碳酸鈣和鹽酸生成二氧化碳。
D氯化鈉和濃硫酸生成氯化氫
答案:A
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