Question

2．如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、干燥和收集实验的部分仪器．试根据题目要求，回答下列问题：

（1）用石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体．某同学设计的仪器连接顺序为：A→C→B→F（提示：挥发出的少量HCl气体可用硝酸银溶液吸收）．
①仪器A中发生的化学反应方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②上述连接顺序有不合理的地方，正确的顺序应为A→B→C→F（从左至右填写仪器序号字母）．
③为证明二氧化碳能和水反应，可将二氧化碳气体通入装置E中（填装置字母）．
（2）小明同学欲利用锌粒和稀硫酸制备的氢气来测定某氧化铜和铜的混合物样品中铜单质的质量分数，仪器连接顺序为：A→C₁→D→C₂→C₃（已知：CuO+H₂^高温Cu+H₂O，其中C₁、C₂、C₃为浓硫酸洗气瓶），并检验装置的气密性，所设计的实验装置中气体流向是从左向右．
①D处大玻璃管内可以观察到的现象是黑色固体变为红色．
②根据完全反应后C₂装置的质量变化测定样品中铜单质的质量分数，若装置中不连接C₁，则样品中铜单质的质量分数将偏小（填“偏大”“偏小”“不受影响”之一）．
③取混合物样品10g，若测得充分反应后，D处大玻璃管内的物质总质量减少1.6g，则原混合物样品中铜单质的质量分数为20%．
④经测定，仪器A中稀硫酸和锌粒反应后溶液pH变大了，试叙述其中的化学原理：稀硫酸与锌粒反应被消耗，使溶液的酸性变弱，pH变大．

Answer 1

分析 制取装置包括加热和不需加热两种，实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，要先除杂质再干燥，因此正确的顺序是：A→B→C→F；为证明二氧化碳能和水反应，可将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液；D处大玻璃管内可以观察到的现象是：黑色固体变为红色；根据完全反应后C₂装置的质量变化测定样品中铜单质的质量分数，若装置中不连接C₁，则样品中铜单质的质量分数将偏小，因为水多了，氧化铜就多了，铜就偏小了；取混合物样品10g，若测得充分反应后，D处大玻璃管内的物质总质量减少1.6g，则氧化铜的质量=1.6g÷$\frac{16}{80}$=8g，原混合物样品中铜单质的质量分数=$\frac{10g-8g}{10g}×100%=20%$；经测定，仪器A中稀硫酸和锌粒反应后溶液pH变大了，试叙述其中的化学原理：稀硫酸与锌粒反应被消耗，使溶液的酸性变弱，pH变大．

解答 解：（1）碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，配平即可；制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，要先除杂质再干燥，因此正确的顺序是：A→B→C→F；为证明二氧化碳能和水反应，可将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液；故答案为：①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；②A→B→C→F；③E；
（2）D处大玻璃管内可以观察到的现象是：黑色固体变为红色；根据完全反应后C₂装置的质量变化测定样品中铜单质的质量分数，若装置中不连接C₁，则样品中铜单质的质量分数将偏小，因为水多了，氧化铜就多了，铜就偏小了；取混合物样品10g，若测得充分反应后，D处大玻璃管内的物质总质量减少1.6g，则氧化铜的质量=1.6g÷$\frac{16}{80}$=8g，原混合物样品中铜单质的质量分数=$\frac{10g-8g}{10g}×100%=20%$；经测定，仪器A中稀硫酸和锌粒反应后溶液pH变大了，试叙述其中的化学原理：稀硫酸与锌粒反应被消耗，使溶液的酸性变弱，pH变大；故答案为：①黑色固体变为红色；②偏小；③20%；④稀硫酸与锌粒反应被消耗，使溶液的酸性变弱，pH变大；

点评 本考点主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写、气体的干燥和除杂等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．