Question

11．如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（組裝實驗裝置時，若必要則可重復選擇儀器）．試根據題目要求，回答下列問題：

（1）若用稀鹽酸和碳酸鈣為原料在實驗室中制備并收集干燥的二氧化碳（不考慮稀鹽酸的揮發性）．
①所選儀器的連接順序為A→D→F（填寫儀器序號字母）．
②儀器A中，發生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）某化學研究小組的同學對石蠟的組成（經查資料知石蠟中主要含C、H兩種元素）產生了興趣，并進行實驗探究．他們設計了一套實驗裝置，用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，取少量石蠟碎屑在純氧中完全燃燒，觀察實驗現象，分析有關數據，推算元素含量．儀器的連接順序為：A→D₁→C→D₂→E→D₃（D₁、D₂、D₃為3個盛有濃硫酸的洗氣瓶）
①儀器A中發生反應的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②儀器D₁的作用是干燥作用．
③通過測量石蠟試樣充分燃燒后的生成物質量，可以測得石蠟中元素的含量．若儀器C的玻璃管中放入的石蠟試樣質量為4g，石蠟試樣充分燃燒后，儀器E增重11g，則該試樣中碳元素的質量為3g．
④若將裝置中的儀器D₂、E調換位置進行實驗，將使該試樣中氫元素的質量測算結果偏小（填“偏小”、“偏大”、“無影響”中之一）．

Answer 1

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熟記過氧化氫分解的化學方程式．
②根據濃硫酸的性質進行分析．
③二氧化碳能和澄清的石灰水反應，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．
④若將裝置中的儀器D₂、E調換位置進行實驗，石蠟燃燒后生成的水會在氫氧化鈉溶液中凝結．

解答 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，只能用向上排空氣法收集；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→D→F；碳酸鈣和鹽酸發生反應的化學方程式為 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）①過氧化氫以二氧化錳為催化劑生成水和氧氣化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②濃硫酸具有吸水性，可以吸收二氧化碳中的水蒸汽．
③二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．B裝置增加的質量就是生成的二氧化碳的質量，二氧化碳中碳元素的質量=11g×$\frac{12}{44}$=3g．
④若將裝置中的儀器D₂、E調換位置進行實驗，石蠟燃燒后生成的水會在氫氧化鈉溶液中凝結，使B裝置的質量增大，E₂，裝置質量減小，生成的水的質量減小，氫的質量就偏小．
故答案為：
（1）A→D→F；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；②干燥作用；③3，④偏小．

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．