Question

如圖所示為實驗室中常見的氣體制備、凈化、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）．

試根據題目要求，回答下列問題：
（1）若用鐵粉和稀鹽酸（鹽酸具有揮發性）反應制取并收集干燥的氫氣．
①制取并收集干燥的氫氣所選儀器的連接順序為______（填寫儀器序號字母）．
②制取氫氣的反應方程式為______．
③進行實驗前，首先要做的一步工作是______．
（2）小明同學欲用一氧化碳氣體（含少量二氧化碳和水蒸氣）測定10克不純氧化銅樣品的純度（雜質不參與反應），并驗證反應中氣體生成物的性質．所選儀器的連接順序為：B₁→C→D→B₂．
①寫出裝置B₁中發生反應的化學方程式______．
②裝置D中觀察到的實驗現象是______．
③假設實驗結束后，測得B₂裝置的質量比反應前增加了4.4克，由此推算出裝置D中固體的質量減少了______克．
④小明同學的設計方案有一明顯的不足，這樣操作可能造成的后果是______．

Answer 1

解：（1）①用鐵粉和稀鹽酸（鹽酸具有揮發性）反應制取氫氣用A裝置，鹽酸揮發氯化氫氣體，混有的氯化氫氣體用澄清的石灰水除去，干燥用濃硫酸，氫氣密度比空氣小，用向下排空氣法收集，而氣體從溶液中出來會帶來水蒸氣，所以要先除雜再干燥，然后收集，故制取并收集干燥的氫氣所選儀器的連接順序為ABCE；
②鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，方程式是Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
③實驗前要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；
（2）①裝置B₁中發生反應是二氧化碳與澄清石灰水的反應，二者反應生成碳酸鈣沉淀和水，方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
②一氧化碳具有還原性，可將黑色的氧化銅還原為紅色的銅；
③根據②分析可知：裝置D中固體減少的質量是氧化銅中氧元素的質量，B₂裝置放的是澄清的石灰水，可與一氧化碳和氧化銅反應生成的二氧化碳充分反應，故該裝置增加的質量即是反應生成的二氧化碳的質量；
設樣品中氧化銅的質量為x
CuO+COCu+CO₂
80 44
x 4.4g
=
x=8g
氧化銅中氧元素的質量為：8g××100%=1.6g
則裝置D中固體減少的質量是1.6g；
④小明未設計尾氣處理裝置，會使未參加反應的一氧化碳排放到空氣中污染空氣；
故答案為：（1）①ABCE； ②Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；③檢查裝置的氣密性；
（2）①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；②黑色固體變為紅色固體； ③1.6； ④剩余的一氧化碳污染空氣（答案合理即可）．
分析：（1）①用鐵粉和稀鹽酸（鹽酸具有揮發性）反應制取氫氣用A裝置，混有的氯化氫氣體用澄清的石灰水除去，干燥用濃硫酸，氫氣密度比空氣小，用向下排空氣法收集；
②鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，據此書寫方程式；
③實驗前要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；
（2）①裝置B₁中發生反應是二氧化碳與澄清石灰水的反應，據反應原理書寫方程式；
②一氧化碳具有還原性，可將黑色的氧化銅還原為紅色的銅；
③根據②分析可知：裝置D中固體減少的質量是氧化銅中氧元素的質量，B₂裝置放的是澄清的石灰水，可與一氧化碳和氧化銅反應生成的二氧化碳充分反應，故該裝置增加的質量即是反應生成的二氧化碳的質量，然后結合一氧化碳和氧化銅反應的方程式計算出參加反應的氧化銅的質量，進而計算出氧化銅中氧元素的質量；
④一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，而小明未設計尾氣處理裝置．
點評：本題考查了學生依據所學知識進行試驗的能力，以及分析、解決問題的能力，能較好考查學生對知識的掌握和培養學生的思維能力．