Question

4．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見的氣體制備、凈化、收集和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的部分儀器．試根據(jù)題目要求，回答下列問題：

（1）若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取并收集干燥的氧氣，并進(jìn)行氧氣的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)．制取并收集干燥的氧氣所選儀器的連接順序?yàn)锳CH（填寫儀器序號(hào)字母），證明集氣瓶中收集到的氣體為氧氣的方法是將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復(fù)燃，則證明集氣瓶中的氣體為氧氣．
（2）小強(qiáng)同學(xué)欲用一氧化碳?xì)怏w（含少量二氧化碳?xì)怏w）測(cè)定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不參與任何反應(yīng)），并驗(yàn)證反應(yīng)中氣體生成物的性質(zhì)，小強(qiáng)同學(xué)取2g氧化鐵樣品設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案：氣體流向是從左向右，選擇的儀器按D₁→C→E→D₂順序連接，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（D₁、D₂為兩個(gè)盛有石灰水的洗氣瓶，假設(shè)有關(guān)反應(yīng)均反應(yīng)完全）．
①儀器D₁處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
②通過測(cè)量反應(yīng)前后D₂處裝置的質(zhì)量變化，來計(jì)算氧化鐵的純度．若其他操作正確，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得D₂裝置增重了1.32g（不考慮空氣中成分對(duì)D₂裝置質(zhì)量的影響），則此氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%．若上述連接儀器沒有使用D₁裝置，計(jì)算出的氧化鐵樣品純度與實(shí)際值比較將一定偏大（填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）．
③對(duì)于小強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為存在的不足是沒有尾氣處理裝置，對(duì)環(huán)境造成污染你的具體改進(jìn)建議是在裝置最后加一個(gè)燃著的酒精燈．

Answer 1

分析 （1）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，不需加熱，屬于固液常溫型，干燥氧氣用濃硫酸，收集干燥的氧氣用排空氣法，檢驗(yàn)氧氣用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
（2）①欲用一氧化碳?xì)怏w（含少量二氧化碳?xì)怏w）測(cè)定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不參與任何反應(yīng)），并驗(yàn)證反應(yīng)中氣體生成物的性質(zhì)，則須先除去二氧化碳，避免干擾，除去二氧化碳 用澄清的石灰水，二氧化碳與澄清的石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水；
②D₂處放的是澄清的石灰水，可與一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成的二氧化碳充分反應(yīng)，故該裝置增加的質(zhì)量即是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，然后結(jié)合一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)的方程式計(jì)算出參加反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量，據(jù)氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算即可；若上述連接儀器沒有使用D₁裝置，則D₂裝置增重的質(zhì)量既包括反應(yīng)生成的二氧化碳，還包括本來就有的二氧化碳，會(huì)使計(jì)算的氧化鐵的質(zhì)量增加，純度比實(shí)際值偏大；
③一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)造成大氣污染，所以要進(jìn)行尾氣處理，可利用其可燃性將一氧化碳燃燒掉．

解答 解：（1）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置A，干燥氧氣用濃硫酸，選擇C，氧氣的密度比空氣大，故收集干燥的氧氣用向上排空氣法，選擇裝置H；檢驗(yàn)氧氣用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，觀察木條是否復(fù)燃進(jìn)行判斷；
（2）①欲用一氧化碳?xì)怏w（含少量二氧化碳?xì)怏w）測(cè)定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不參與任何反應(yīng)），并驗(yàn)證反應(yīng)中氣體生成物的性質(zhì)，則須先除去二氧化碳，避免干擾，除去二氧化碳 用澄清的石灰水，二氧化碳與澄清的石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
②D₂處放的是澄清的石灰水，可與一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成的二氧化碳充分反應(yīng)，故該裝置增加的質(zhì)量即是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量；
設(shè)樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                 132
x                   1.32g
$\frac{160}{x}=\frac{132}{1.32g}$
  x=1.6g
所以氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{1.6g}{2g}$×100%=80%；
若上述連接儀器沒有使用D₁裝置，則D₂裝置增重的質(zhì)量既包括反應(yīng)生成的二氧化碳，還包括本來就有的二氧化碳，會(huì)使計(jì)算的氧化鐵的質(zhì)量增加，純度比實(shí)際值偏大；
③一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)造成大氣污染，所以要進(jìn)行尾氣處理，可利用其可燃性將一氧化碳燃燒掉；
答案：
（1）ACH；  將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復(fù)燃，則證明集氣瓶中的氣體為氧氣；
（2）①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；   ②80%； 一定偏大；
③沒有尾氣處理裝置，對(duì)環(huán)境造成污染；在裝置最后加一個(gè)燃著的酒精燈．

點(diǎn)評(píng) 此題是一綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，涉及到實(shí)驗(yàn)裝置的連接、二氧化碳的性質(zhì)、方程式的書寫、利用方程式的簡(jiǎn)單計(jì)算、計(jì)算結(jié)果的推測(cè)等，有一定的難度，要結(jié)合相關(guān)知識(shí)細(xì)心分析解答．