Question

下圖所示為實驗室中常見的氣體制備、干燥、收集和性質實驗的部分儀器．試根據題目要求，回答下列問題：（設過程中所有發生的反應都恰好完全進行）．

（1）若要制備純凈干燥的二氧化碳氣體，儀器的連接順序為________，裝置A中所發生反應的化學方程式為________．
（2）生鐵和鋼都是鐵的重要合金．某化學研究小組的同學要利用過氧化氫溶液和二氧化錳制備干燥、純凈的氧氣并證明某生鐵樣品中含有碳元素并測定其含碳量，儀器連接順序為：A→E→C→D₁→B→D₂．（已知D₁、D₂為2個澄清石灰水洗氣瓶）
①裝置A中所發生反應的化學方程式為________．
②其中裝置E的作用是________．
③儀器D₁中的現象是________．
④請寫出裝置B中所發生反應的化學方程式________．
⑤現取Wg該生鐵樣品在純氧中燃燒，當整套裝置內的化學反應均完全進行后，經測量儀器D₁增重m₁g，儀器B增重m₂g，儀器D₂質量沒有變化，則該試樣中含碳元素的質量為________克（計算結果可為分數形式）．

Answer 1

解：（1）實驗室通常用稀鹽酸與大理石反應制取二氧化碳，反應物的狀態是固態和液態，反應條件是常溫，應選固-液不加熱型的發生裝置；二氧化碳的密度比空氣大，能溶于水，只能用排水法收集；因為要收集到干燥的二氧化碳，所以應在收集裝置前面加一個干燥裝置，濃硫酸具有吸水性，可用來干燥二氧化碳，所以儀器的連接順序為：A→E→F；碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳．
（2）①過氧化氫以二氧化錳為催化劑生成水和氧氣．
②濃硫酸具有吸水性，可以吸收氧氣中的水蒸汽．
③生鐵中的碳和氧氣反應生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．
④二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水．
⑤碳元素的質量=（m₁g+m₂g）×=g
故答案為：（1）A→E→F；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）①2H₂O₂2H₂O+O₂↑；②吸收氧氣中的水蒸氣（或干燥作用）；③澄清石灰水變渾濁；④CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；⑤
分析：（1）根據反應物的狀態和反應條件確定實驗室制取氣體的發生裝置，根據氣體的密度和溶水性確定氣體的收集裝置，要得到干燥的二氧化碳，應在收集裝置前面加一個干燥裝置；熟記常用的化學方程式．
（2）①熟記常用的化學方程式．
②根據濃硫酸的性質進行分析．
③二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．
④熟記常用的化學方程式．
⑤儀器D₁和儀器B增加的是二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量可求出二氧化碳中碳元素的質量，根據質量守恒定律，化學反應前后元素的質量不變，二氧化碳中碳元素的質量等于生鐵樣品中碳元素的質量．
點評：二氧化碳和氫氧化鈣、氫氧化鈉都會發生反應，檢驗二氧化碳時一般用澄清的石灰水，因為二氧化碳和氫氧化鈣反應有白色沉淀生成，而二氧化碳和氫氧化鈉反應無明顯現象；吸收二氧化碳時最好用氫氧化鈉溶液，因為氫氧化鈉極易溶于水，氫氧化鈣微溶于水，等量的兩種溶液中氫氧化鈉溶液吸收的二氧化碳要多．