Question

18．如图所示为实验室中常见的气体的制备、干燥和性质实验的部分仪器．根据题目要求回答下列问题：

（1）以石灰石和稀盐酸为原料制备干燥、纯净的二氧化碳气体，并探究二氧化碳的有关性质，仪器的连接顺序为：A→B→F→E．
①生成二氧化碳时，所发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②仪器B的作用是除去氯化氢气体．
③仪器E中看到的现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，由此能得出的实验结论是二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，二氧化碳的密度比空气大．
（2）若以H₂O₂溶液为原料（以MnO₂为催化剂）在实验室制备干燥的氧气，并用来测定Cu和C的混合物样品中Cu的质量分数．仪器的连接顺序为：A→E→C→D．
①仪器A中所发生反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②仪器D中看到的现象是澄清的石灰水变浑浊．
③欲通过测量反应前、后C处大玻璃管质量的变化，来计算样品中Cu的质量分数（假设有关反应均反应完全）．若反应前后C处大玻璃管中固体物质总质量不变，则样品中Cu的质量分数为80%．

Answer 1

分析 （1）实验室中常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，产生氯化钙、水和二氧化碳，写出化学反应方程式；要收集一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体，就要把杂质氯化氢气体和水蒸气除去，氯化氢气体用硝酸银溶液除去，水蒸气用浓硫酸除去；根据二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧分析回答；
（2）实验室制取氧气以过氧化氢溶液为原料（MnO₂作催化剂），写出反应的化学方程式；根据碳燃烧的产物分析石灰水的变化；根据反应前、后C处大玻璃管中固体物质总质量不变，说明铜结合氧元素的质量和参加反应的碳的质量相等计算铜的含量．

解答 解：（1）①实验室中常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，产生氯化钙、水和二氧化碳，化学反应方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②要收集一瓶干燥、纯净的二氧化碳气体，就要把杂质氯化氢气体和水蒸气除去，氯化氢气体与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀和硝酸，因此可以除去氯化氢气体；
③因为二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，二氧化碳的密度比空气大，所以看到的现象是：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭；
（2）①实验室制取氧气以过氧化氢溶液为原料（MnO₂作催化剂），发生的化学反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②因为碳和氧气反应产生二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊；
③因为反应前、后C处大玻璃管中固体物质总质量不变，说明铜结合氧元素的质量和参加反应的碳的质量相等，所以碳的质量就是氧化铜中氧元素的质量，则碳的质量分数=氧化铜中氧元素的质量分数=$\frac{16}{80}$×100%=20%，所以样品中Cu的质量分数为：1-20%=80%．
故答案为：（1）①CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②除去氯化氢气体；
③下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭；二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，二氧化碳的密度比空气大；
（2）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②澄清的石灰水变浑浊；
③80%．

点评 熟记实验室制取二氧化碳、氧气的反应原理及物质的检验和除杂、性质等的知识是解答该题的关键；在计算铜的质量分数过程中要注意分析质量不变的原因，以元素守恒的观点进行解析．