Question

4．如图为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器．

（1）若以石灰石和稀盐酸为原料制取二氧化碳气体，因盐酸会挥发出少量的氯化氢气体，导致制取的气体不纯，现要收集一瓶比较纯净干燥的二氧化碳气体．
①所选仪器的连接顺序为ACBE（填写仪器序号字母）．
②生成二氧化碳时，所发生反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
③实验室制取二氧化碳后的剩余废液中常含有少量盐酸，若在不用酸碱指示剂的条件下加入某种药品除去其中的盐酸，得到较纯净的中性液体，请从纯碱、熟石灰、石灰石三种物质中选用的一种试剂是石灰石，请简述实验过程向剩余废液中加入足量石灰石粉末，充分反应至不再有气泡冒出
过滤，滤液即为较纯净的中性液体．
（2）若装置A中盛放锌粒和稀硫酸，小颖同学欲利用制备的氢气来测定10g氧化铁样品中氧化铁的纯度（杂质不反应），仪器连接顺序为：A→B₁→D→B₂→B₃．（已知：Fe₂O₃+3H₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，其中B₁、B₂、B₃为3个浓硫酸洗气瓶）
①实验开始时，要先通一会儿H₂再加热，理由是排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸．
②若装置中不连接B₁，用B₂装置在反应前后质量的增加进行计算，则计算结果会偏大．（选填“偏大”、“偏小”、“不受影响”之一）
③若测得B₂增加的质量为ag，则该样品中氧化铁的质量为$\frac{80a}{27}$．（可为分数形式）

Answer 1

分析 （1）①根据实验室用浓盐酸和石灰石制取的二氧化碳中混有氯化氢、水蒸气，硝酸银会与盐酸反应，浓硫酸有吸水性，除去水蒸气需要放在最后，二氧化碳的密度比空气大进行分析；
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根据纯碱、熟石灰在过量的情况下，溶液显碱性，需要借助指示剂才能确保恰好完全反应进行分析；
（2）①根据氢气和氧气的混合气在点燃的条件下可能发生爆炸进行分析；
②根据连接B₁的作用是吸收水，若不连接会导致水的质量变大进行分析；
③根据B₂增加的质量就是生成水的质量，依据化学方程式进行计算．

解答 解：（1）①实验室用浓盐酸和石灰石制取的二氧化碳中混有氯化氢、水蒸气，硝酸银会与盐酸反应，浓硫酸有吸水性，除去水蒸气需要放在最后，二氧化碳的密度比空气大，所以所选仪器的连接顺序应为ACBE；
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纯碱、熟石灰在过量的情况下，溶液显碱性，需要借助指示剂才能确保恰好完全反应，所以选用的一种试剂是石灰石，实验过程是：向剩余废液中加入足量石灰石粉末，充分反应至不再有气泡冒出，过滤，滤液即为较纯净的中性液体；
（2）①氢气和氧气的混合气在点燃的条件下可能发生爆炸，所以实验开始时，要先通一会儿H₂再加热，理由是：排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
②连接B₁的作用是吸收水，若不连接会导致水的质量变大，计算的结果偏大；
③设该样品中氧化铁的质量为x
Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H₂O
160                   112     54
 x                                ag
$\frac{160}{x}$=$\frac{54}{ag}$ 
x=$\frac{80a}{27}$
故答案为：（1）①ACBE；
②CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
 ③石灰石；向剩余废液中加入足量石灰石粉末，充分反应至不再有气泡冒出，过滤，滤液即为较纯净的中性液体；
（2）①排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
②偏大；
③$\frac{80a}{27}$．

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．