Question

14．实验室用干燥、纯净的一氧化碳还原氧化铁并检验其产物．实验装置如图所示．其中A是实验室用草酸（H₂C₂O₄）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应的化学方程式为H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{加热}$H₂O+CO₂↑+CO↑．回答下列问题：

（1）写出E装置中的实验现象红色粉末变黑．
（2）请将如图装置正确的接入到B、C、D位置中，装置导管的接口顺序是：a→f→g→e→d→b→c→h．

（3）B装置中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O_．
（4）C装置无明显现象，C装置的作用是检验草酸生成的混合气体中二氧化碳是否除尽．
（5）F装置中的现象是澄清的石灰水变浑浊；发生的反应方程式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（6）C装置和D装置能否交换位置，理由是不能，气体从氢氧化钙溶液中会带来水蒸气，使通入E装置的一氧化碳不是干燥的气体．

Answer 1

分析 （1）依据E中发生的化学变化分析判断；
（2）从甲酸分解的产物，以及实验的要求：纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体，可对装置的选择及顺序进行判断；
（3）依据B中发生的化学反应书写方程式；
（4）依据澄清石灰水能检验二氧化碳的存在分析解答；
（5）从F装置中的溶液成分以及对尾气的处理分析即可；
（6）依据浓硫酸具有吸水性及气体从溶液中出来会带来水蒸气分析解答．

解答 解：解：（1）F中发生的是一氧化碳还原氧化铁，其产物是铁和二氧化碳，氧化铁是红色的，铁粉是黑色的，所以此处的现象是红色粉末变黑；
（2）装置中浓硫酸可吸收气体中水，起到干燥气体的作用；装置中的氢氧化钠溶液可吸收大量二氧化碳，起到除去混合气体中二氧化碳的作用；装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，起到检验二氧化碳的作用；装置E中的氧化铁在高温下能与一氧化碳反应，起到验证一氧化碳还原性的作用；因此欲用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体，装置的正确连接顺序是：将甲酸受热分解的产物通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳，为保证说明此时无二氧化碳存在（排出对反应生成物检验的干扰），加入氢氧化钙溶液进行验证，然后通过浓硫酸进行干燥后，通入氧化铁加热，反应后的气体通过澄清石灰水以验证生成了二氧化碳；结合三装置的特点正确的连接，一般是按长进短出的规律正确连通即可；
（3）B中的溶液是氢氧化钠，能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，其方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）C中无明显现象说明气体通过B后已无二氧化碳气体的存在，从而起到检验草酸生成的混合气体中二氧化碳是否除尽的作用；
（5）澄清石灰水能检验E装置反应产物中是否含有二氧化碳，澄清的石灰水变浑浊，是因为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水；
（6）若气体先通过浓硫酸，再通过氢氧化钙溶液，会使一氧化碳带来水蒸气，进入E装置的不是干燥的气体；
故答案为：（1）红色粉末变黑；
（2）f→g→e→d→b→c；
（3）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）检验草酸生成的混合气体中二氧化碳是否除尽；
（5）澄清的石灰水变浑浊；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（6）不能，气体从氢氧化钙溶液中会带来水蒸气，使通入E装置的一氧化碳不是干燥的气体．

点评 本题考查一氧化碳还原氧化铁的实验装置及相关问题，属于课本基本实验的延伸，难度不大，容易出错的是（2）装置的连接，注意吸收二氧化碳用氢氧化钠，检验二氧化碳用澄清石灰水，以及气体从溶液中出来时带来水蒸气．