Question

4．如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、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）．某学校两个化学实验探究活动小组的同学欲用它们完成各自的探究实验．

（1）第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室制备、收集的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性．（提示：盐酸挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为ACF（填写仪器序号字母）．
②写出上述制取二氧化碳的化学反应方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
③检验集气瓶中气体是否为二氧化碳的具体方法为向集气瓶中注入适量的澄清石灰水，振荡，如果澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳，反之则不是．
（2）第二组的同学利用了水煤气（主要成分为CO与H₂，还含有少量水蒸气）来测定某氧化铜样品 中CuO的质量分数（杂质为Cu）．取8g该样品，仪器的连接顺序为：水煤气→B₁→E→B₂→D（已 知：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂）①装置B₁的作用为除去水煤气中的水蒸气．
②为测定氧化铜纯度，实验小组测得如下数据：

装置	B1	E	B2	D
增重（或减轻）的质量	0.18g	0.8g	0.45g	l.1g

根据实验数据，测得该样品中CuO的质量分数为50%（精确到1%）．
③为了测定反应是否完全，利用反应后大玻璃管中剩余的固体粉末进行实验．请在稀盐酸、AgNO₃溶液和NaOH溶液三种试剂中选择一种并简述理由：稀盐酸
稀盐酸能和氧化铜反应生成氯化铜和水，通过溶液颜色变化可以判断反应是否完全④该反应是否有设计不当之处，请指出并叙述改进方法．设计不当之处是没有处理尾气；改进方法：利用塑料袋把尾气收集起来．

Answer 1

分析 （1）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
（2）浓硫酸具有吸水性，可以用作干燥剂；
大玻璃管中质量减少的部分是氧化铜中的氧元素，根据氧元素的质量可以计算氧化铜的质量，进一步可以计算氧化铜样品中CuO的质量分数；
氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜溶液是蓝色溶液；
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境．

解答 解：（1）①所选仪器的连接顺序为制取装置A、除去氯化氢的装置C和收集装置F；
②上述制取二氧化碳的化学反应方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③检验集气瓶中气体是否为二氧化碳的具体方法为：向集气瓶中注入适量的澄清石灰水，振荡，如果澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳，反之则不是．
故填：ACF；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；向集气瓶中注入适量的澄清石灰水，振荡，如果澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳，反之则不是．
（2）①装置B₁的作用是除去水煤气中的水蒸气；
②E装置中质量减小0.8g，说明氧化铜中氧元素的质量是0.8g，则氧化铜的质量是4.0g，该样品中CuO的质量分数为：$\frac{4.0g}{8g}$×100%=50%；
③氢氧化钠不能和氧化铜、铜反应，不能用来测定反应是否完全；
硝酸银能和铜反应生成硝酸铜和银，但是无论氧化铜是否完全反应，由于杂质是铜，因此不能用硝酸银来测定反应是否完全；
因为稀盐酸能和氧化铜反应生成氯化铜和水，氯化铜溶液是蓝色溶液，通过溶液颜色变化可以判断反应是否完全；
④设计不当之处是没有处理尾气；改进方法：利用塑料袋把尾气收集起来．
故填：除去水煤气中的水蒸气；50；稀盐酸；稀盐酸能和氧化铜反应生成氯化铜和水，通过溶液颜色变化可以判断反应是否完全；设计不当之处是没有处理尾气；改进方法：利用塑料袋把尾气收集起来．

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．