Question

有下列實驗裝置：

示意圖中A是簡易的氫氣發生器，B是大小適宜的圓底燒瓶，C是裝有干燥劑的U形管，a是旋轉活塞，D是裝有還原鐵粉的反應管，E是裝有酚酞試液的試管。

實驗前先檢查實驗裝置的氣密性。實驗開始時，先關閉活塞a，并取下燒瓶B；向A中加入一定量濃度適當的鹽酸，發生氫氣。經必要的“操作”［見問題（2）］后，在導管的出口處點燃氫氣，然后如圖所示套上燒瓶B，塞緊瓶塞，氫氣在燒瓶中繼續燃燒。用酒精燈加熱反應管D中的還原鐵粉，待B中氫氣的火焰熄滅后，打開活塞a，氣體通過反應管D進入試管E中，使酚酞試液呈紅色；請回答下列問題。

（1）實驗前如何檢查裝置的氣密性？　　　　　　　　　　　　　　

（2）點燃氫氣前必須進行操作　　　　　　 ，進行該操作的方法是　　　　　　　　　　　　 。

（3）寫出B、D中分別發生的化學反應方程式：

B中：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

D中：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

（4）C中所盛干燥劑的名稱是　　　　 ；該干燥劑的作用是　　　　　　　　　　 。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）在A中放入少量水，使水面剛浸沒漏斗頸下端，打開旋塞a，在燒瓶B底部稍加熱，若在A中漏斗頸內水面上升，且E中導管口有氣泡逸出，表示裝置不漏氣。（也可以關閉活塞a，用同樣的方法分別在燒瓶B底部和反應管D下部稍加熱，檢查活塞前、后兩部分是否漏氣。） （2）檢驗氫氣純度 用排水法（或向下排氣法）收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，沒有尖銳的爆鳴聲表示氫氣純度合格，可以點燃和收集。 （3）B中：2H2＋O22H2O； D中：N2＋3H22NH3 （4）堿石灰（也可回答生石灰、氫氧化鈉固體或任意一種堿性干燥劑。回答出其中任一種的名稱都可）；吸收氣體中少量的水蒸氣和鹽酸酸霧

提示：

首先應在A中加入少量水并使水面剛過漏斗頸下端，目的是使整個系統密閉，這樣在燒瓶B底部加熱時，如果裝置不漏氣，由于B中空氣受熱膨脹，A處液面上壓力增大會使漏斗頸中液面上升；如果活塞a打開，由于氣體受熱膨脹也會從E中導管口逸出產生氣泡。同理關閉活塞a分為兩部分檢查裝置的氣密性也是正確的。 審題時首先應注意到進入E中的氣體能使酚酞試液變紅，說明經過反應管D出來的氣體是堿性的，這時應該能夠初步判斷該氣體是氨氣。在A中HCl與Zn反應產生H2是我們很熟悉的，但氮氣從哪里獲得？應當注意到燒瓶B的作用。H2在B中從燃燒到熄滅，實際是消耗掉容器里空氣中的氧氣；空氣的主要成分是約1/5體積氧氣和4/5體積氮氣，這是初中化學學過的知識；如果想到這點就很容易判斷出從B中導出的氣體主要是H2和N2，還有少量H2燃燒產生的水蒸氣及發生H2時帶出的少量酸霧。這樣判斷在C中選用什么干燥劑及干燥劑的作用時，就會知道必須選擇堿性的固體干燥劑，目的不僅要除去氣體中少量的水蒸氣，主要還要除去氯化氫酸霧，否則會影響氨的生成。