Question

下图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器．试根据题目要求，回答下列问题：（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）．

（1）若要制备纯净干燥的二氧化碳气体，仪器的连接顺序为________，装置A中所发生反应的化学方程式为________．
（2）生铁和钢都是铁的重要合金．某化学研究小组的同学要利用过氧化氢溶液和二氧化锰制备干燥、纯净的氧气并证明某生铁样品中含有碳元素并测定其含碳量，仪器连接顺序为：A→E→C→D₁→B→D₂．（已知D₁、D₂为2个澄清石灰水洗气瓶）
①装置A中所发生反应的化学方程式为________．
②其中装置E的作用是________．
③仪器D₁中的现象是________．
④请写出装置B中所发生反应的化学方程式________．
⑤现取Wg该生铁样品在纯氧中燃烧，当整套装置内的化学反应均完全进行后，经测量仪器D₁增重m₁g，仪器B增重m₂g，仪器D₂质量没有变化，则该试样中含碳元素的质量为________克（计算结果可为分数形式）．

Answer 1

解：（1）实验室通常用稀盐酸与大理石反应制取二氧化碳，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，只能用排水法收集；因为要收集到干燥的二氧化碳，所以应在收集装置前面加一个干燥装置，浓硫酸具有吸水性，可用来干燥二氧化碳，所以仪器的连接顺序为：A→E→F；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳．
（2）①过氧化氢以二氧化锰为催化剂生成水和氧气．
②浓硫酸具有吸水性，可以吸收氧气中的水蒸汽．
③生铁中的碳和氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．
④二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水．
⑤碳元素的质量=（m₁g+m₂g）×=g
故答案为：（1）A→E→F；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
（2）①2H₂O₂2H₂O+O₂↑；②吸收氧气中的水蒸气（或干燥作用）；③澄清石灰水变浑浊；④CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；⑤
分析：（1）根据反应物的状态和反应条件确定实验室制取气体的发生装置，根据气体的密度和溶水性确定气体的收集装置，要得到干燥的二氧化碳，应在收集装置前面加一个干燥装置；熟记常用的化学方程式．
（2）①熟记常用的化学方程式．
②根据浓硫酸的性质进行分析．
③二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．
④熟记常用的化学方程式．
⑤仪器D₁和仪器B增加的是二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可求出二氧化碳中碳元素的质量，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，二氧化碳中碳元素的质量等于生铁样品中碳元素的质量．
点评：二氧化碳和氢氧化钙、氢氧化钠都会发生反应，检验二氧化碳时一般用澄清的石灰水，因为二氧化碳和氢氧化钙反应有白色沉淀生成，而二氧化碳和氢氧化钠反应无明显现象；吸收二氧化碳时最好用氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠极易溶于水，氢氧化钙微溶于水，等量的两种溶液中氢氧化钠溶液吸收的二氧化碳要多．