Question

18．如圖所示為實驗室中常見的氣體的制備、干燥和性質實驗的部分儀器．根據題目要求回答下列問題：

（1）以石灰石和稀鹽酸為原料制備干燥、純凈的二氧化碳氣體，并探究二氧化碳的有關性質，儀器的連接順序為：A→B→F→E．
①生成二氧化碳時，所發生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②儀器B的作用是除去氯化氫氣體．
③儀器E中看到的現象是下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅，由此能得出的實驗結論是二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒，二氧化碳的密度比空氣大．
（2）若以H₂O₂溶液為原料（以MnO₂為催化劑）在實驗室制備干燥的氧氣，并用來測定Cu和C的混合物樣品中Cu的質量分數．儀器的連接順序為：A→E→C→D．
①儀器A中所發生反應的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②儀器D中看到的現象是澄清的石灰水變渾濁．
③欲通過測量反應前、后C處大玻璃管質量的變化，來計算樣品中Cu的質量分數（假設有關反應均反應完全）．若反應前后C處大玻璃管中固體物質總質量不變，則樣品中Cu的質量分數為80%．

Answer 1

分析 （1）實驗室中常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，產生氯化鈣、水和二氧化碳，寫出化學反應方程式；要收集一瓶干燥、純凈的二氧化碳氣體，就要把雜質氯化氫氣體和水蒸氣除去，氯化氫氣體用硝酸銀溶液除去，水蒸氣用濃硫酸除去；根據二氧化碳不能燃燒，也不能支持燃燒分析回答；
（2）實驗室制取氧氣以過氧化氫溶液為原料（MnO₂作催化劑），寫出反應的化學方程式；根據碳燃燒的產物分析石灰水的變化；根據反應前、后C處大玻璃管中固體物質總質量不變，說明銅結合氧元素的質量和參加反應的碳的質量相等計算銅的含量．

解答 解：（1）①實驗室中常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，產生氯化鈣、水和二氧化碳，化學反應方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②要收集一瓶干燥、純凈的二氧化碳氣體，就要把雜質氯化氫氣體和水蒸氣除去，氯化氫氣體與硝酸銀溶液反應生成氯化銀白色沉淀和硝酸，因此可以除去氯化氫氣體；
③因為二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒，二氧化碳的密度比空氣大，所以看到的現象是：下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅；
（2）①實驗室制取氧氣以過氧化氫溶液為原料（MnO₂作催化劑），發生的化學反應方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②因為碳和氧氣反應產生二氧化碳能夠使澄清的石灰水變渾濁；
③因為反應前、后C處大玻璃管中固體物質總質量不變，說明銅結合氧元素的質量和參加反應的碳的質量相等，所以碳的質量就是氧化銅中氧元素的質量，則碳的質量分數=氧化銅中氧元素的質量分數=$\frac{16}{80}$×100%=20%，所以樣品中Cu的質量分數為：1-20%=80%．
故答案為：（1）①CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②除去氯化氫氣體；
③下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅；二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒，二氧化碳的密度比空氣大；
（2）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②澄清的石灰水變渾濁；
③80%．

點評 熟記實驗室制取二氧化碳、氧氣的反應原理及物質的檢驗和除雜、性質等的知識是解答該題的關鍵；在計算銅的質量分數過程中要注意分析質量不變的原因，以元素守恒的觀點進行解析．