Question

16．如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（组装实验装置时，可重复选择仪器）．试根据题目要求，回答下列问题：

（1）欲在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体．
①所选仪器的连接顺序为A→E→F（填写仪器序号字母）．
②仪器A中，发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
③若向G装置中倒入适量澄清石灰水，迅速用预先绑有小气球的橡皮塞塞紧，振荡，观察到的气球出现的现象是气球鼓起．
（2）欲用混有少量二氧化碳的一氧化碳气体测定10g某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不反应），并验证反应中气体生成物的性质．所选仪器的连接顺序为：混合气体→D→B→C．
①进行实验时，要先向D装置的玻璃管中通一会儿CO，然后加热，理由是排净玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸．
②通过测量反应前、后D装置处大玻璃管的质量变化，来计算氧化铁样品的纯度．若反应前后D装置的质量减少2.4g，则该氧化铁样品的纯度为80%．
③若通过测量反应前、后B装置的质量变化，来计算氧化铁样品的纯度，则计算出样品纯度的结果将偏小（填“偏大”、“偏小”、“不影响”其中之一）．

Answer 1

分析 （1）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；
②根据方程式的书写方法考虑；
③根据二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，二氧化碳被消耗，则瓶内的压强小于大气压分析；
（2）①根据一氧化碳是可燃性气体，与空气混合后加热有爆炸的危险分析；
②若氧化铁样品质量为10g，反应前后D装置质量减少2.4g，减少的质量是氧元素的质量=2.4g，那么氧化铁的质量=2.4g÷$\frac{48}{160}$=8g，该样品的纯度=$\frac{8g}{10g}$=80%；
③若氢氧化钠溶液的量不足，二氧化碳会有剩余，因此计算出样品纯度的结果将偏小．

解答 解：（1）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，不能用排水法收集；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；
②A中反应物是碳酸钙和盐酸，生成物是氯化钙、水、二氧化碳，反应的方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，二氧化碳被消耗，则瓶内的压强小于大气压，在大气压的作用下，小气球会鼓起．
（2）①一氧化碳是可燃性气体，与空气混合后加热有爆炸的危险，所以为排净玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸，进行实验时，要先向D装置的玻璃管中通一会儿CO，然后加热．
②若氧化铁样品质量为10g，反应前后D装置质量减少2.4g，减少的质量是氧元素的质量=2.4g，那么氧化铁的质量=2.4g÷（$\frac{16×3}{56×2+16×3}$×100%）=8g，该样品的纯度=$\frac{8g}{10g}$=80%；
③若通过测量反应前、后B装置的质量变化，来计算氧化铁样品的纯度，由于二氧化碳的吸收受二氧化碳气流快慢和氢氧化钙的吸收能力影响而不能完全被吸收，同时装置内残留等，都会导致B装置质量变化小于理论质量，最终导致纯度计算偏小．
故答案为：（1）①A→E→F；②CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；③气球鼓起．
（2）①排净玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸；②80%；③偏小．

点评 本题综合考查了实验室制取二氧化碳的装置的选取与连接顺序，一氧化碳还原氧化铁实验的注意事项．