题目内容
20．如图所示为实验室中常见气体制备、净化、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）．某学校两个化学实验探究活动小组的同学欲用它昂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、收集干燥纯净的二氧化碳气体，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：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A→C→B→F（填写仪器序号字母）．
②若将二氧化碳通入澄清的石灰水中，石灰水的pH将减小（填“增大”、“减小”或“不变”）其原因是二氧化碳与石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙，使溶液的碱性减弱．
（2）第二组的同学以过氧化氢溶液为原料（MnO2为催化剂）制备氧气，并对某种塑料的组成元素进行分析探究．资料显示该塑料中只含C、H、O三种元素．
所选仪器按“A→B1→E→B2→D→碱石灰干燥管”的顺序连接，（B1、B2为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性．使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应）．试回答下列问题
①仪器E中玻璃管中放入的塑料试样碎屑质量为mg，塑料试样充分燃烧后，测得仪器D的质量增加ag，则mg该塑料试样中含碳元素的质量$\frac{3a}{11}$g．（计算结果可用分数形式）
②若装置中没有连接仪器B1，这样测算出的该塑料试样中氢元素的质量与实际值比较将偏大（填“偏小”“偏大”“基本一致”之一）．
分析 （1）①根据二氧化碳的性质可以知道干燥可以用浓硫酸，而吸收氯化氢气体可以用饱和的碳酸氢钠溶液，可以据此来解答该题；
②根据氢氧化钙溶液呈现碱性，二氧化碳与其反应产生碳酸钙沉淀和水，判断溶液pH的变化；
（2）①二氧化碳能和澄清的石灰水反应，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；
②根据产生的氧气混有水蒸气，必须干燥，否则将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果
解答 解：（1）①在实验室中制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体，装置的连接顺序是：A-C-B-F，要先除杂质再干燥；
②若将二氧化碳通入澄清的石灰水中，二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙和水；溶液的碱性变小，所以溶液的pH变小；
（2）①二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．D装置增加的质量就是生成的二氧化碳的质量，二氧化碳中碳元素的质量=ag×$\frac{12}{12+16×2}$×100%=$\frac{3a}{11}$g；
②仪器B1是吸收氧气中的水蒸气，若没有该装置，会使仪器B2增重的质量偏大，即水的质量增加，因此测算出的该塑料试样中氢元素的质量与实际值比较将偏大．
故答案为：（1）①ACBF；
②减小、二氧化碳与石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙，使溶液的碱性减弱；
（2）①$\frac{3a}{11}$； ②偏大．
点评 本题考查了常见气体的制取、干燥、除杂、收集及反应原理的书写等．综合性较强，在利用氧气的性质测定塑料的组成元素时，要注意区分各步操作的作用和目的，利用质量守恒定律进行相关问题的分析．
练习册系列答案
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10．一次实验课上，细心的楚楚发现碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液都是无色的溶液，为了区分碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，同学们分别选用了①稀盐酸②氢氧化钙溶液③酚酞溶液进行了实验，实验结束后，他们将废液倒入同一个干净的烧杯中，发现废液变浑浊，同学们对废液进行了过滤，得到了白色固体和红色的滤液，为了确定滤液的成分，他们展开了以下探究活动．
【提出问题】他们要探究的问题是滤液中除了水和酚酞试液外，还含有那些溶质．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性
【作出猜想】滤液中的成分除水和指示剂外，还含有的溶质是
楚楚：氯化钠、氢氧化钠
婷婷：氯化钠、碳酸钠
冰冰：氯化钠、氯化钙
多多：氯化钠、氯化钙和氢氧化钠
你认为还可能是氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠（写出一种猜想）．
【交流讨论】楚楚认为冰冰的猜想不合理，理由是氯化钠、氯化钙的水溶液都是显中性的溶液，都不能使酚酞试液变红色．
【实验设计】请你设计一个简单的实验，证明你的猜想正确．
写出该实验中所涉及到的反应的化学方程式Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl．
【反思与评价】
（1）楚楚他们通过实验发现，选用酚酞溶液是无法将氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液区分开的，原因是氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都是显碱性的溶液，都能够使酚酞试液变红色．
（2）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑反应物的量．
【提出问题】他们要探究的问题是滤液中除了水和酚酞试液外，还含有那些溶质．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性
【作出猜想】滤液中的成分除水和指示剂外，还含有的溶质是
楚楚：氯化钠、氢氧化钠
婷婷：氯化钠、碳酸钠
冰冰：氯化钠、氯化钙
多多：氯化钠、氯化钙和氢氧化钠
你认为还可能是氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠（写出一种猜想）．
【交流讨论】楚楚认为冰冰的猜想不合理，理由是氯化钠、氯化钙的水溶液都是显中性的溶液，都不能使酚酞试液变红色．
【实验设计】请你设计一个简单的实验，证明你的猜想正确．
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量滤液于试管中，然后滴加足量的氯化钙溶液 | 产生白色沉淀，滤液变成无色（或滤液仍然是红色的） | 猜想正确 |
【反思与评价】
（1）楚楚他们通过实验发现，选用酚酞溶液是无法将氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液区分开的，原因是氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都是显碱性的溶液，都能够使酚酞试液变红色．
（2）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑反应物的量．
如图是初中化学中常见物质间的转化关系，其中甲、乙为单质，A、B、C、D为化合物，且A与B的组成元素相同，C与D的组成元素也相同．其余反应条件、部分反应物已略去．试判断：
15．硫酸亚铁铵晶体俗名为摩尔盐，在制药、电镀方面有广泛的应用．
资料：①硫酸亚铁铵晶体化学式为FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O，相对分子质量为392，易溶于水，不溶于乙醇；
②相关物质的溶解度（单位：g）如表：
③硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只有结晶水失去．
某兴趣小组的学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体，流程如图：
（1）操作①中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）操作①中过滤时，要趁热进行的原因是防止温度降低FeSO4晶体析出，产量（产率）降低或使FeSO4尽可能多的溶解，提高产量（产率）；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体．操作顺序是b→c→a→d；
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．洗涤干燥
（5）操作②中使用乙醇洗涤，可快速晾干．这样做的优点是AB；
A．避免用水洗涤所造成的晶体损耗
B．酒精易挥发，可低温晾干晶体
（6）该实验取废铁屑15g，最终得到硫酸亚铁铵晶体39.2g，则原废铁屑中铁元素的质量分数不低于37.3（精确到0.1%，不要求写过程）．
资料：①硫酸亚铁铵晶体化学式为FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O，相对分子质量为392，易溶于水，不溶于乙醇；
②相关物质的溶解度（单位：g）如表：
| 温度/℃ | FeSO4 | （NH4）2SO4 | FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O |
| 10 | 20.0 | 73 | 17.2 |
| 20 | 26.5 | 75.4 | 21.6 |
| 30 | 32.9 | 78 | 28.1 |
某兴趣小组的学生用含有少量铜的废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体，流程如图：
（1）操作①中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
（2）过滤所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；
（3）操作①中过滤时，要趁热进行的原因是防止温度降低FeSO4晶体析出，产量（产率）降低或使FeSO4尽可能多的溶解，提高产量（产率）；
（4）操作②的目的是得到硫酸亚铁铵晶体．操作顺序是b→c→a→d；
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．洗涤干燥
（5）操作②中使用乙醇洗涤，可快速晾干．这样做的优点是AB；
A．避免用水洗涤所造成的晶体损耗
B．酒精易挥发，可低温晾干晶体
（6）该实验取废铁屑15g，最终得到硫酸亚铁铵晶体39.2g，则原废铁屑中铁元素的质量分数不低于37.3（精确到0.1%，不要求写过程）．
