Question

11．如图所示为实验室中常见气体的制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器，某校化学兴趣小组的同学欲用它们完成如下探究实验．试根据题目要求回列问题：

（1）第一组的同学以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂），在实验室中制备并收集一瓶干燥的氧气．
①所选仪器的连接顺序为AEF（填写装置序号字母）．
②仪器A中所发生反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③收集气体时，导气管要伸到集气瓶底部，目的是排净空气，使收集到的气体更纯净．
（2）第二组的同学欲用含少量二氧化碳的一氧化碳气体，测定赤铁矿石中氧化铁的含量
（杂质不参加反应）．所选仪器的连接顺序为：混合气体→B₁→E→D→B₂→C．试回答下列问题：（假设过程中氧化铁全部参加反应；仪器B₁、B₂吸收气体完全．）
①仪器D中的现象为红色固体变成黑色固体．
②若通过测量反应前后仪器B₂的质量变化，计算赤铁矿石中氧化铁的含量．如果不连接仪器B₁，则这样计算出的氧化铁含量与实际值比较将偏大（“偏小”“偏大”“基本一致”之一）．
③实验结束后，若测得仪器B₁中溶液增加的质量与仪器D中固体减少的质量相等．那么仪器B₁与仪器B₂中溶液增加质量的最简整数比为4：11．
④化学实验操作的先后顺序，对化学实验的结果及安全等可能会有一定的影响．第二组同学所做实验开始时，先点燃装置C处酒精灯的原因是点燃尾气，防止一氧化碳污染空气．

Answer 1

分析 （1）以过氧化氢溶液为原料制备氧气时，不需要加热，浓硫酸具有吸水性，用排气法可以收集干燥的气体；
（2）①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，氧化铁是红色的，铁粉是黑色的；
②根据B洗气瓶中氢氧化钠的质量用来吸收二氧化碳，通过测量反应前、后B洗气瓶中氢氧化钠的质量变化来计算氧化铁样品的纯度，如果不连接仪器B₁，混合气体中二氧化碳会进入B₂，B₂中二氧化碳的质量变大解答；
③根据反应前、后D处大玻璃管减少的质量即为参加反应的氧化铁中氧元素的质量解答；
④一氧化碳有毒，不反应的一氧化碳要进行尾气处理，防止污染大气．

解答 解：（1）①欲在实验室中制备并收集干燥的氧气，所选仪器的连接顺序为A、E、F，通过A装置，利用过氧化氢溶液制取氧气，通过E装置中的浓硫酸干燥氧气，再通过F装置收集干燥的氧气；
②过氧化氢在催化剂的催化作用下，能生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③氧气的密度比空气的大，收集气体时，导气管要伸到集气瓶底部的目的是便于收集到比较纯净的气体；
（2）①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，氧化铁是红色的，铁粉是黑色的，故D中看到的现象是红色粉末变为红色；
②B洗气瓶中氢氧化钠的质量用来吸收二氧化碳，通过测量反应前、后B洗气瓶中氢氧化钠的质量变化来计算氧化铁样品的纯度，如果不连接仪器B₁，混合气体中二氧化碳会进入B₂，B₂中二氧化碳的质量变大，则这样计算出的氧化铁含量与实际值比较将偏大；
③反应前、后D处大玻璃管减少的质量即为参加反应的氧化铁中氧元素的质量，B₂装置放的是氢氧化钠溶液，可与一氧化碳和氧化铁反应生成的二氧化碳充分反应，故该装置增加的质量即是反应生成的二氧化碳的质量；二氧化碳中一个氧原子的质量就是仪器D中固体减少的质量，若仪器B₁中溶液增加的质量与仪器D中固体减少的质量相等，那么仪器B₁中溶液增加质量与仪器B₂中溶液增加质量之比为：16：44=4：11；
④一氧化碳有毒，不反应的一氧化碳要进行尾气处理，防止污染大气，先点燃装置C处酒精灯的原因是防止先通入的一氧化碳污染空气
故答案为：
（1）①A E F； ②2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
③排净空气，使收集到的气体更纯净（其他合理答案也可）
（2）①红色固体变成黑色固体；    ②偏大；    ③4：11；
④点燃尾气，防止一氧化碳污染空气（其他合理答案也可）

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．