Question

5．如圖所示為實驗室中常見的氣體的制備、干燥、收集和性質實驗的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復選擇儀器．如D、D₁、D₂、），試根據題目要求，回答下列問題
（1）若用Zn和稀鹽酸反應制取并收集干燥的氫氣，并進行氫氣的可燃性實驗．
①制取純凈并收集干燥的氫氣所選儀器的連接順序為ABDE（填寫儀器序號字母）
②為了安全進行氫氣的可燃性實驗，點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度．
（2）實驗室如果選用A裝置制取氧氣，其反應的方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）小強同學欲用一氧化碳氣體（含少量水蒸氣）測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質為單質鐵粉），并驗證反應中氣體生成物的性質，小強同學設計了實驗方案：氣體流向是從左向右，選擇的儀器按D₁→C→B→D₂順序連接，然后進行實驗（假設有關反應均反應完全）．
①儀器C處大玻璃管內發生反應的化學方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②在這個實驗中，如果儀器連接時無D₁，利用C處質量數據計算氧化鐵樣品的純度則變小（填變大、變小、不變）．除此外，你認為還可以通過測量B裝置（填字母）的質量變化來計算氧化鐵純度．
③對于小強同學設計的這個實驗裝置，尾氣處理的方法是用G（填字母）收集，還可以用燃燒尾氣方法進行處理．如果雜質干擾實驗結果，你的具體改進建議是用磁鐵將鐵與氧化鐵分離，然后進行實驗．

Answer 1

分析 制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，實驗室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應制氫氣的，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；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．實驗室制取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．一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；在這個實驗中，如果儀器連接時無D₁，利用C處質量數據計算氧化鐵樣品的純度則偏小，因為有水蒸氣；除此外，還可以通過測量B裝置的質量變化來計算氧化鐵純度；對于小強同學設計的這個實驗裝置，尾氣處理的方法是用排水法收集；還可以用燃燒尾氣方法進行處理．如果雜質干擾實驗結果，體改進建議是：用磁鐵將鐵與氧化鐵分離，然后進行實驗．

解答 解：（1）若用Zn和稀鹽酸反應制取并收集干燥的氫氣，并進行氫氣的可燃性實驗，制取純凈并收集干燥的氫氣所選儀器的連接順序為：ABDE，要先除氯化氫氣體再干燥，用向下排空氣法收集的氫氣比較干燥；為了安全進行氫氣的可燃性實驗，點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度；故答案為：①ABDE；②氫氣的純度；
（2）如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，要注意配平；故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（3）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；在這個實驗中，如果儀器連接時無D₁，利用C處質量數據計算氧化鐵樣品的純度則偏小，因為有水蒸氣；除此外，還可以通過測量B裝置的質量變化來計算氧化鐵純度；對于小強同學設計的這個實驗裝置，尾氣處理的方法是用排水法收集；還可以用燃燒尾氣方法進行處理．如果雜質干擾實驗結果，體改進建議是：用磁鐵將鐵與氧化鐵分離，然后進行實驗；故答案為：①3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；②變小；B裝置；③G；燃燒尾氣；用磁鐵將鐵與氧化鐵分離，然后進行實驗；

點評 本考點主要考查了檢驗氣體的純度、一氧化碳的還原性、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．本考點是中考的重要考點之一，主要出現在實驗題中．