Question

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．         

         

试根据题目要求，回答下列问题：（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）．           

（1）若要制备干燥的二氧化碳气体                                

①仪器的连接顺序为　　．                                       

②装置A中所发生反应的化学方程式为　　．                       

③叙述检查装置A气密性的操作方法　                             

（2）生铁和钢都是铁的重要合金．某化学研究小组的同学要利用过氧化氢溶液和二氧化锰制备干燥、纯净的氧气并证明某生铁样品中含有碳元素并测定其含碳量，仪器连接顺序为：A→E→C→D₁→B→D₂．（已知D₁、D₂为2个澄清石灰水洗气瓶）                                         

①其中装置E的作用是　　．                                     

②仪器D₁中的现象是　　．                                       

③请写出装置B中所发生反应的化学方程式　．                         

④现取Wg该生铁样品在纯氧中燃烧，当整套装置内的化学反应均完全进行后，经测量仪器D₁增重m₁g，仪器B增重m₂g，仪器D₂质量没有变化，则该试样中含碳元素的质量为　　克（计算结果可为分数形式）．           

Answer 1

【考点】常用气体的发生装置和收集装置与选取方法；实验探究物质的组成成分以及含量．           

【专题】常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化；科学探究．         

【分析】（1）①实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石和盐酸反应，不需要加热．要收集一瓶干燥的二氧化碳气体，就要把水蒸气除去，水蒸气用浓硫酸除去；二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；                                          

②根据大理石和稀盐酸反应原理书写方程式；                       

③根据检查装置气密性的方法分析解答；                           

（2）①根据浓硫酸具有吸水性进行分析；                          

②二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；                             

③装置B中的氢氧化钠溶液是用来吸收未反应完的二氧化碳，并据二氧化碳和氢氧化钠反应原理书写方程式；                           

④仪器D₁和仪器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，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，二氧化碳中碳元素的质量等于生铁样品中碳元素的质量．         

【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，只能用排水法收集；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；                                                   

②碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；        

③检查A装置气密性可用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好，也可将右边导管伸入水中，然后两手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好；           

（2）①浓硫酸具有吸水性，可以吸收氧气中的水蒸汽；                  

②生铁中的碳和氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；           

③二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，方程式是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；          

④仪器D₁增重m₁g，仪器B增重m₂g，仪器D₂质量没有变化，说明生铁中的碳燃烧生成的二氧化碳被仪器D₁、仪器B完全吸收，二氧化碳中碳元素的质量=（m₁g+m₂g）××100%=g；        

故答案为：（1）①AEF；                                         

②CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；                                  

③用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好（合理均可）；           

（2）①吸收氧气中的水蒸气（或干燥氧气）；                          

②澄清石灰水变浑浊；                                        

③CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；                                         

④．                                            

【点评】熟记实验室制取二氧化碳的反应原理、注意事项以及物质的检验和除杂的知识等，并能灵活应用质量守恒定律和相关知识进行解题，要求同学们在平时的学习中加强基础知识的储备，以便能够灵活应用．