Question

6．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们完成各自的探究实验．

（1）第一组的同学以石灰石和浓盐酸为原料，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，并检查装置的气密性．
①所选仪器的连接顺序为ACBF
②制取二氧化碳所发生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把燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满
（2）第二组的同学欲利用锌粒和稀硫酸制备的氢气来测定某铜和氧化铜的混合物样品中铜与氧化铜的质量比，将一定质量的混合物放入E的大玻璃管中，按照以下顺序连接仪器：A-B₁-E-B₂-B₃（已知H₂+CuO=Cu+H₂O，B₁、B₂、B₃为浓硫酸洗气瓶），并检查装置的气密性．
①E处大玻璃管内可以观察到的现象是黑色固体变为红色
②完全反应后停止实验，称得B₂装置增重0.9g，冷却后将大玻璃管中固体全部倒入足量的硝酸银溶液中充分反应后测得溶液质量减少15.2g．则原混合物样品中铜与氧化铜的质量比为4：5（填最简整数比）
③若装置中不连接B₁，则计算出的铜与氧化铜的质量比偏小 （填偏大、偏小或不受影响）
④经测定，装置A中稀硫酸和锌粒反应后溶液pH变大了，试叙述其中的化学原理：稀硫酸与锌粒反应被消耗，使溶液的酸性变弱，pH变大．

Answer 1

分析 （1）①根据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，二氧化碳，密度比空气大，浓硫酸有吸水性进行分析；
②根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳进行分析；
③根据二氧化碳不具有助燃性进行分析；
（2）①根据氢气和氧化铜在加热的条件下生成铜和水进行分析；
②根据氧化铜和氢气反应的水被B₂吸收，依据B₂增加的质量计算参加反应的氧化铜的质量和生成铜的质量，依据铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，依据固体减少的质量计算参加反应的铜的质量进行计算；
③根据完全反应后B₂装置的质量变化测定样品中铜单质的质量分数，若装置中不连接B₁，则样品中铜单质的质量分数将偏小，因为水多了，氧化铜就多了，计算出的铜与氧化铜的质量比就偏小了进行分析；
④根据硫酸和锌反应后，硫酸的质量偏小了，溶液的pH值就偏大了进行分析．

解答 解：（1）①碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，要先除杂质再干燥，因此正确的顺序是：ACBF；
②碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③二氧化碳不具有助燃性，所以验满的方法是：把燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满；
（2）①氢气和氧化铜在加热的条件下生成铜和水，所以E处大玻璃管内可以观察到的现象是：黑色固体变为红色；
②设生成铜的质量为x，参加反应的氧化铜的质量为y
CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O
 80              64    18
  y                x    0.9g
     $\frac{80}{y}$=$\frac{64}{x}$=$\frac{18}{0.9g}$
     x=3.2g
     y=4g
与硝酸银反应的铜的质量为z
2AgNO₃+Cu=Cu（NO₃）₂+2Ag     固体增加的质量
              64                   216          152
               z                                   15.2g
       $\frac{64}{z}$=$\frac{152}{15.2g}$
     z=6.4g
所以样品中含有铜的质量为3.2g，原混合物样品中铜与氧化铜的质量比为：3.2g：4g=4：5；
③完全反应后B₂装置的质量变化测定样品中铜单质的质量分数，若装置中不连接B₁，因为水多了，氧化铜就多了，计算出的铜与氧化铜的质量比就偏小了；
④硫酸和锌反应后，硫酸的质量偏小了，溶液的pH值就偏大了．
故答案为：（1）ACBF；
②CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③把燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明集满；
（2）①黑色固体变为红色；
②4：5；
③偏小；
④稀硫酸与锌粒反应被消耗，使溶液的酸性变弱，pH变大．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．