Question

17．如圖所示為實驗室中常見的氣體制備、干燥、凈化、收集和性質實驗的部分儀器，甲、乙兩組同學欲用它們完成各自的探究實驗．

（1）甲組同學以鋅粒和稀鹽酸為原料制取氫氣，因鹽酸揮發出少量的氯化氫氣體，導致制取的氣體不純，現欲制備并收集一瓶干燥、純凈的氫氣，回答下列問題：
①所選儀器的連接順序為ADCF．
②反應裝置中生成氫氣的化學方程式Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
③鋅與稀鹽酸混合后，隨著反應的進行，鹽酸溶液的PH將紅色粉末變為黑色．
 （填“增大”“減小”“不變”“無法判斷”之一）
（2）乙組同學欲用水煤氣（主要成分為一氧化碳、氫氣，含有少量水蒸氣）來測定氧化鐵樣品中Fe₂O₃的純度，設計的儀器連接順序為：水煤氣→C₁→G→C₂→D→C₃．（已知：氧化鐵樣品中的雜質不反應；
   Fe₂O₃+3H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；其中 C₁、C₂、C₃為3個濃硫酸洗氣瓶）
①寫出G中的一項實驗現象紅色粉末變為黑色．
②該同學通過測量反應前后G裝置質量的變化，來計算樣品中Fe₂O₃的純度，若無裝置C₁，則計算結果會偏大（填“偏大”、“偏小”、“基本一致”之一）．
③實驗中該小組學生取用了25g氧化鐵樣品，經實驗測定裝置C₂增加了2.7g，D裝置增加了6.6g，則氧化鐵樣品的純度為64%．
④從環境保護的角度考慮，該套實驗裝置存在不足，寫出具體改進措施增加一氧化碳尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 根據已有的氣體的制取以及儀器的連接順序進行分析解答，根據題干提供的數據結合化學方程式進行分析解答即可．

解答 解：（1）①以鋅粒和稀鹽酸為原料制取氫氣，因鹽酸揮發出少量的氯化氫氣體，導致制取的氣體不純，需要通過氫氧化鈉溶液將氯化氫除去，然后再通過濃硫酸除去氣體中混有的水分，故制備并收集一瓶干燥、純凈的氫氣，所選儀器的連接順序為ADCF，故填：ADCF．
②鋅和稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，故填：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
③鋅與稀鹽酸混合后，隨著反應的進行，鹽酸逐漸減少，酸性逐漸減弱，鹽酸溶液的pH將增大，故填：增大．
（2）①一氧化碳和氫氣具有還原性，能將氧化鐵還原為鐵，會觀察到紅色粉末變為黑色，故填：紅色粉末變為黑色．
②該同學通過測量反應前后G裝置質量的變化，來計算樣品中Fe₂O₃的純度，若無裝置C₁，則水的質量會變大，則計算結果會偏大，故填：偏大．
③實驗中該小組學生取用了25g氧化鐵樣品，經實驗測定裝置C₂增加了2.7g，說明生成水的質量為2.7g，設與氫氣反應的氧化鐵的質量為x，則有：
Fe₂O₃+3H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O
160               54
x                 2.7g
$\frac{160}{54}=\frac{x}{2.7g}$  x=8g
D裝置增加了6.6g，則生成二氧化碳6.6g，設與一氧化碳反應的氧化鐵的值為y
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                132
y                  6.6g
$\frac{160}{132}=\frac{y}{6.6g}$  y=8g
則氧化鐵樣品的純度為：$\frac{8g+8g}{25g}×100%$=64%．
④從環境保護的角度考慮，該套實驗裝置存在不足，因為一氧化碳是有毒的氣體，需要進行尾氣處理，故填：增加一氧化碳尾氣處理裝置．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．