Question

18．如圖為實驗室中常見的氣體制備、干燥、收集和性質實驗的部分儀器．試根據題目要求，回答下列問題：

（1）某同學以鋅粒和稀鹽酸為原料在實驗室制備、收集純凈干燥的氫氣，選擇儀器連接裝置后，檢查裝置的氣密性．
①所選裝置的連接順序為AEDF．
②若要驗證氫氣的可燃性，在點燃氫氣之前一定要檢驗氫氣的純度．
③寫出該同學制備氫氣發生反應的化學方程式Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
（2）若以H₂O₂溶液和MnO₂在實驗室中制備干燥的氧氣，并用來測定B裝置中盛有的Cu和C混合物中Cu的含量，取a g混合物樣品放入裝置B的硬質玻璃管中，所選儀器連接順序為：A-D-B-C，試回答下列問題：
①儀器D的作用是干燥氧氣．
②儀器B中的現象是紅色的固體變黑．
③若通入足量氧氣充分反應后，測得B裝置中硬質玻璃管內固體的質量在反應前后無變化，則原混合物中Cu的質量是$\frac{4a}{5}$g．（計算結果可為分數形式）
④欲用化學方法證明硬質玻璃管內的固體在通入氧氣后完全發生了反應，請設計實驗方案，并簡述操作步驟、現象和結論取玻璃管內固體加入稀硫酸，若固體全都溶解得到藍色溶液，則固體在通入氧氣后完全發生了反應．

Answer 1

分析 （1）①要制取純凈干燥的氫氣，應依據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置、依據氯化氫、水的性質選擇除雜裝置，依據氫氣的性質選擇收集裝置；
②可燃性氣體點燃之前都應檢驗純度，防止發生爆炸；
③鋅與鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣；
（2）①濃硫酸具有吸水性；
②B中發生的反應為銅與氧氣反應生成氧化銅，碳與氧氣反應生成二氧化碳；
③依據通入足量氧氣充分反應后，測得B裝置中硬質玻璃管內固體的質量在反應前后無變化，可知B中反應后剩余固體為氧化銅，依據銅原子守恒計算銅的質量；
④銅與稀硫酸不反應，氧化銅與稀硫酸反應生成藍色的硫酸銅溶液，據此解答．

解答 解：（1）①鋅粒和稀鹽酸生成氫氣，選擇發生裝置為A，氯化氫易揮發，制取的氫氣中含有氯化氫，和水，先后通過F用氫氧化鈉溶液除去氯化氫氣體，通過D用濃硫酸吸收水分，氫氣密度小于空氣，應選擇向下排空氣法收集，所以正確連接順序為：AEDF；
故答案為：A E D F；
②為防止點燃氫氣發生爆炸，所以應先檢驗氫氣的純度；
故答案為：檢驗氫氣的純度；
③鋅與鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，方程式為：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（2）①濃硫酸具有吸水性，用來干燥氧氣；
故答案為：干燥氧氣； 
 ②B中發生的反應為銅與氧氣反應生成氧化銅，碳與氧氣反應生成二氧化碳，所以看到現象為：紅色的固體變黑；
故答案為：紅色的固體變黑；
 ③依據通入足量氧氣充分反應后，測得B裝置中硬質玻璃管內固體的質量在反應前后無變化可知B中反應后剩余固體為氧化銅，依據銅原子守恒，銅元素的質量為a×$\frac{64}{80}$=$\frac{4a}{5}$；
故答案為：$\frac{4a}{5}$；
④銅與稀硫酸不反應，氧化銅與稀硫酸反應生成藍色的硫酸銅溶液，欲用化學方法證明硬質玻璃管內的固體在通入氧氣后完全發生了反應，可以采取方法為：取玻璃管內固體加入稀硫酸，若固體全都溶解得到藍色溶液，則固體在通入氧氣后完全發生了反應；
故答案為：取玻璃管內固體加入稀硫酸，若固體全都溶解得到藍色溶液，則固體在通入氧氣后完全發生了反應．

點評 本題考查了氣體的制備實驗，明確氫氣、氧氣的制備原理是解題關鍵，注意發生裝置的選擇應依據反應物的狀態和條件選擇，題目難度不大．