Question

1．如图所示为实验室常见气体制备，净化、干燥、收集和性质的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器）．某学习两个化学实验探究小组的同学欲用他们完成各自的探究实验．

（1）第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备、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，并检验装置的气密性．（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）．
①所选仪器的连接顺序为A→C→B→F（填写仪器序号字母）．
①若将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，溶液的质量将增大（填“增大”“减小”“不变”之一），请解释原因二氧化碳气体被氢氧化钠溶液吸收后没有生成沉淀或气体．
（2）第二组的同学以过氧化氢溶液为和MnO₂为原料制备氧气，并对某种塑料的组成元素进行分析探究（资料显示该塑料只含C，H，O三种元素）．所选仪器按“A→C₁→E→C₂→B→碱石灰干燥管”的顺序连接，（C₁，C₂为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性．使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应），试回答下列问题：
①仪器A中所发生反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③仪器E的玻璃管中放入的塑料试样碎屑质量为mg，塑料试样充分燃烧后，测得仪器C₂质量增加ag，仪器B的质量增加bg，则mg该塑料试样中含氧元素的质量分数为（m-$\frac{3b}{11}$-$\frac{a}{9}$）g（计算结果可为分数形式）．
③若装置中没有连接仪器C₁，按照②测算出的该塑料试样中氧元素的质量与实际值比较将偏小（填“偏小”“偏大”“基本一致”之一）．

Answer 1

分析 （1）①根据二氧化碳的性质可以知道干燥可以用浓硫酸，而吸收氯化氢气体可以用饱和的碳酸氢钠溶液，可以据此来解答该题；
②根据氢氧化钠溶液呈现碱性，二氧化碳与其反应产生碳酸钠和水，判断溶液质量的变化；
（2）①根据以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）制备氧气，产生水和氧气，写出反应的方程式；
②二氧化碳能和澄清的石灰水反应，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；仪器C₂质量增重是水的质量，根据生成水的质量计算出氢元素的质量．
③根据产生的氧气混有水蒸气，必须干燥，否则将使该塑料试样中氧元素的质量测算结果．

解答 解：（1）①以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳，应该先选择固液反应的A装置作为发生装置，再通碳酸氢钠溶液除去氯化氢杂质，再通过浓硫酸吸水干燥，然后用向上排空气法收集，故连接的顺序为：A→C→B→F；故填：A；C；B；F；
②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应产生碳酸钠和水，溶液的质量增加了；故填：增大；二氧化碳气体被氢氧化钠溶液吸收后没有生成沉淀或气体；
（2）①以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）制备氧气，产生水和氧气，反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊．B装置增加的质量就是生成的二氧化碳的质量，二氧化碳中碳元素的质量=bg×$\frac{12}{44}$×100%=$\frac{3}{11}$bg；C₂质量增加ag，；C₂质量增加ag，这是生成水的质量，水中氢元素的质量为ag×$\frac{1×2}{18}×100%$=$\frac{1}{9}$ag；则塑料中含氧元素的质量为mg-$\frac{3}{11}$bg-$\frac{1}{9}$ag=（m-$\frac{3b}{11}$-$\frac{a}{9}$）g；故填：（m-$\frac{3b}{11}$-$\frac{a}{9}$）；
③仪器C₁是吸收氧气中的水蒸气，若没有该装置，会使仪器C₂增重的质量偏大，即水的质量增加，因此测算出的该塑料试样中氧元素的质量与实际值比较将偏小．
故答案为：偏小．

点评 本题考查了常见气体的制取、干燥、除杂、收集及反应原理的书写等．综合性较强，在利用氧气的性质测定塑料的组成元素时，要注意区分各步操作的作用和目的，利用质量守恒定律进行相关问题的分析．