Question

17．如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、净化、收集和性质实验的部分仪器，甲、乙两组同学欲用它们完成各自的探究实验．

（1）甲组同学以锌粒和稀盐酸为原料制取氢气，因盐酸挥发出少量的氯化氢气体，导致制取的气体不纯，现欲制备并收集一瓶干燥、纯净的氢气，回答下列问题：
①所选仪器的连接顺序为ADCF．
②反应装置中生成氢气的化学方程式Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
③锌与稀盐酸混合后，随着反应的进行，盐酸溶液的PH将红色粉末变为黑色．
 （填“增大”“减小”“不变”“无法判断”之一）
（2）乙组同学欲用水煤气（主要成分为一氧化碳、氢气，含有少量水蒸气）来测定氧化铁样品中Fe₂O₃的纯度，设计的仪器连接顺序为：水煤气→C₁→G→C₂→D→C₃．（已知：氧化铁样品中的杂质不反应；
   Fe₂O₃+3H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；其中 C₁、C₂、C₃为3个浓硫酸洗气瓶）
①写出G中的一项实验现象红色粉末变为黑色．
②该同学通过测量反应前后G装置质量的变化，来计算样品中Fe₂O₃的纯度，若无装置C₁，则计算结果会偏大（填“偏大”、“偏小”、“基本一致”之一）．
③实验中该小组学生取用了25g氧化铁样品，经实验测定装置C₂增加了2.7g，D装置增加了6.6g，则氧化铁样品的纯度为64%．
④从环境保护的角度考虑，该套实验装置存在不足，写出具体改进措施增加一氧化碳尾气处理装置．

Answer 1

分析 根据已有的气体的制取以及仪器的连接顺序进行分析解答，根据题干提供的数据结合化学方程式进行分析解答即可．

解答 解：（1）①以锌粒和稀盐酸为原料制取氢气，因盐酸挥发出少量的氯化氢气体，导致制取的气体不纯，需要通过氢氧化钠溶液将氯化氢除去，然后再通过浓硫酸除去气体中混有的水分，故制备并收集一瓶干燥、纯净的氢气，所选仪器的连接顺序为ADCF，故填：ADCF．
②锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，故填：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
③锌与稀盐酸混合后，随着反应的进行，盐酸逐渐减少，酸性逐渐减弱，盐酸溶液的pH将增大，故填：增大．
（2）①一氧化碳和氢气具有还原性，能将氧化铁还原为铁，会观察到红色粉末变为黑色，故填：红色粉末变为黑色．
②该同学通过测量反应前后G装置质量的变化，来计算样品中Fe₂O₃的纯度，若无装置C₁，则水的质量会变大，则计算结果会偏大，故填：偏大．
③实验中该小组学生取用了25g氧化铁样品，经实验测定装置C₂增加了2.7g，说明生成水的质量为2.7g，设与氢气反应的氧化铁的质量为x，则有：
Fe₂O₃+3H₂ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O
160               54
x                 2.7g
$\frac{160}{54}=\frac{x}{2.7g}$  x=8g
D装置增加了6.6g，则生成二氧化碳6.6g，设与一氧化碳反应的氧化铁的值为y
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                132
y                  6.6g
$\frac{160}{132}=\frac{y}{6.6g}$  y=8g
则氧化铁样品的纯度为：$\frac{8g+8g}{25g}×100%$=64%．
④从环境保护的角度考虑，该套实验装置存在不足，因为一氧化碳是有毒的气体，需要进行尾气处理，故填：增加一氧化碳尾气处理装置．

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．