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

(1)請寫出能用裝置乙制備的一種氣體的化學方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O.檢查裝置乙氣密性的方法關閉分液漏斗的活塞后,先把導管的一端插入水中,然后兩手緊握錐形瓶的外壁,觀察導管口有氣泡冒出,松開手后,導管口會倒吸上升一段水柱,則說明裝置乙氣密性好
(2)小明同學想研究一氧化碳的還原性,通過查閱資料知道:草酸(H2C2O4)與濃硫酸混合加熱會產生一氧化碳,反應方程式為:H2C2O4$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO↑+CO2↑+H2O
①用草酸制取CO,你認為應選擇的發生裝置是甲(填“甲”、“乙”或“丙”).
②要用干燥、純凈的一氧化碳還原氧化鐵并測定氣體生成物的性質,合理的連接順序是:草酸加熱后的氣體
生成物一氧化碳、二氧化碳     
③能證明CO氣體具有還原性的實驗現象是C中紅色變黑色,澄清石灰水變渾濁.
④小明還想計算12克氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數,他收集了以下兩組數據(假設所有能發生的反應都反應完全):
數據一:根據參加反應的草酸的質量計算出制得了一氧化碳5.6克.
數據二:反應前后C裝置中的盛有澄清石灰水的裝置增重6.6克.
請選擇合理的一組數據,計算出12克氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數為66.7%(最終結果精確到0.1%).

分析 (1)裝置乙為固液不需加熱制備氣體的裝置,實驗室制取CO2,是在常溫下,用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳;檢查裝置乙氣密性的方法是:關閉分液漏斗的活塞后,先把導管的一端插入水中,然后兩手緊握錐形瓶的外壁,觀察導管口有氣泡冒出,松開手后,導管口會倒吸上升一段水柱,則說明裝置乙氣密性好;
(2)①草酸(H2C2O4)與濃硫酸混合加熱會產生一氧化碳,因此需要加熱,則應選擇液液加熱型裝置;
②草酸(H2C2O4)與濃硫酸混合加熱生成一氧化碳和二氧化碳和水,因此草酸加熱后的氣體生成物是一氧化碳和二氧化碳,要得到干燥、純凈的一氧化碳,應該先除雜質二氧化碳,然后再干燥,據此分析;
③能證明CO氣體具有還原性的實驗現象是:C中紅色變黑色,澄清石灰水變渾濁;
④不能說明5.6克一氧化碳是否都與氧化鐵反應,因此無法應用5.6克一氧化碳計算;根據反應前后澄清石灰水增重6.6克,即二氧化碳的質量是6.6g,然后根據二氧化碳的質量求氧化鐵的質量,最后求氧化鐵的質量分數.

解答 解:(1)實驗室制取CO2,是在常溫下,用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳,不需要加熱的固液反應,可用裝置乙來制備;
檢查裝置乙氣密性的方法是:關閉分液漏斗的活塞后,先把導管的一端插入水中,然后兩手緊握錐形瓶的外壁,觀察導管口有氣泡冒出,松開手后,導管口會倒吸上升一段水柱,則說明裝置乙氣密性好;
故答案為:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O;關閉分液漏斗的活塞后,先把導管的一端插入水中,然后兩手緊握錐形瓶的外壁,觀察導管口有氣泡冒出,松開手后,導管口會倒吸上升一段水柱,則說明裝置乙氣密性好;
(2)①草酸(H2C2O4)與濃硫酸混合加熱會產生一氧化碳,因此需要加熱;則應選擇液液加熱型裝置甲,故答案為:甲;
②草酸(H2C2O4)與濃硫酸混合加熱生成一氧化碳和二氧化碳和水,因此草酸加熱后的氣體生成物是一氧化碳和二氧化碳;要得到干燥、純凈的一氧化碳,應該先除雜質二氧化碳,然后再干燥,所以應先通A氫氧化鈉吸收二氧化碳再通B濃硫酸干燥,后通C裝置還原,故答案為:A、B、C;一氧化碳、二氧化碳;
③能證明CO氣體具有還原性的實驗現象是:C中紅色變黑色,澄清石灰水變渾濁;故答案為:C中紅色變黑色,澄清石灰水變渾濁;
④數據一測量中,不能說明5.6克一氧化碳是否都與氧化鐵反應,因此無法應用5.6克一氧化碳計算;
因此應該用反應前后澄清石灰水增重6.6克,即二氧化碳的質量是6.6g,設氧化鐵的質量分數為x 
  3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
         160                3×44
         12x                6.6g            x≈66.7%
故答案為:66.7%.

點評 本考點主要考查了檢查裝置的氣密性、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇,同時也考查了化學方程式的書寫和有關的計算等,綜合性比較強.氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態和反應的條件有關,氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關.

練習冊系列答案
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