Question

9．如圖所示為實驗室常見氣體制備、凈化、收集和性質實驗的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復選擇儀器）．某學校兩個化學實驗探究小組的同學，欲用下列儀器完成各自的探究實驗．
（1）第一組的同學用過氧化氫溶液和二氧化錳 制取氧氣．
①制取并收集一瓶干燥的氧氣，所選儀器的連接順序為ACG（填寫儀器序號字母）．
②用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③制取氣體前，需要檢查儀器A的氣密性，其具體操作步驟是關閉閥門，將導管一端放入水中，用水捂住錐形瓶，一段時間后，若水中的導管口有氣泡冒出，手松開，水會倒流進導管口一段距離，則說明氣密性良好．
（2）第二組同學欲用一種混合氣體（可能含有H₂、CO、H₂O、HCl中的一種或幾種），測定某10g氧化鐵樣品中的氧化鐵的質量分數．實驗時，所選儀器的連接順序是“混合氣體→D→C₁→E→C₂→B→堿石灰干燥管”，樣品充分反應，測定部分裝置反應前后的質量變化，并繪制了如下表格（假設樣品中雜質不揮發(fā)，也不發(fā)生化學反應：已知：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O）．

裝置編號	D	C1	C2	B
試劑	硝酸銀溶液	濃硫酸	濃硫酸	氫氧化鈉溶液
現象或質量變化	無明顯現象	增重1.0g	增重2.7g	增重0.66g

請回答下列問題：
①裝置E中能觀察到的明顯現象是紅色固體變黑．
②裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
③根據以上現象判斷，混合氣體中一定不存在的氣體是氯化氫（填物質名稱）．
④該氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數是88%．

Answer 1

分析 （1）①干燥氧氣應該選擇濃硫酸，然后用向上排空氣法收集，可以據此解答該題；
②根據氧化氫以二氧化錳作催化劑分解為水和氧氣寫出該反應的化學方程式；
③根據使用分液漏斗的裝置檢查氣密性方法進行分析；
（2）①根據加熱顆粒顏色變化分析；
②二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，據反應物、生成物及反應條件寫出方程式；
③根據HCl能與硝酸銀反應生成白色沉淀分析；
④根據反應物、生成物，結合化學方程式進行計算分析．

解答 解：（1）①制取氧氣應該選擇A裝置，干燥氧氣應該選擇濃硫酸，然后用向上排空氣法收集，故正確的順序為：A→C→F；
②過氧化氫以二氧化錳作催化劑分解為水和氧氣；化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③使用分液漏斗的裝置檢查氣密性方法：關閉閥門，將導管一端放入水中，用水捂住錐形瓶，一段時間后，若水中的導管口有氣泡冒出，手松開，水會倒流進導管口一段距離，則說明氣密性良好；
（2）①裝置E中是氧化鐵發(fā)生還原反應的實驗裝置，能觀察到的明顯現象是紅色的氧化鐵顆粒逐漸變成了黑色；
②裝置B中發(fā)生的反應是二氧化碳與氫氧化鈉的反應，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，其反應的化學方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
③當混合氣體通入D中硝酸銀溶液時，裝置D中沒有看到明顯現象，這就說明混合氣體中沒有HCl氣體，因為HCl氣體會與硝酸銀反應生成氯化銀沉淀，故由此可知，混合氣體中一定不含HCl氣體；
④在C₂中濃硫酸增重2.7g，說明氫氣在與氧化鐵反應時生成了2.7g水，在B中氫氧化鈉溶液增重0.66g，說明混合氣體中還含有一氧化碳，并與氧化鐵發(fā)生反應，反應生成的二氧化碳質量為0.66g，由此可根據化學方程式計算出在氧化還原反應中氧化鐵的質量，設，在氫氣還原氧化鐵反應中氧化鐵的質量Xg，則
3H₂+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O
           160                    54
             X                    2.7g
$\frac{160}{54}=\frac{X}{2.7g}$
X=8g
設，在一氧化碳還原氧化鐵反應中氧化鐵的質量為Zg，則
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                             132
  Z                             0.66g
$\frac{160}{132}=\frac{Z}{0.66g}$
Z=0.8g
由此參加反應的氧化鐵的質量為：8g+0.8g=8.8g；則氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數為：$\frac{8.8g}{10g}×100%$=88%；
故答案為：（1）①ACG；②2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；③關閉閥門，將導管一端放入水中，用水捂住錐形瓶，一段時間后，若水中的導管口有氣泡冒出，手松開，水會倒流進導管口一段距離，則說明氣密性良好；（2）①紅色固體變黑；②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；③氯化氫；④88%；

點評 熟記實驗室制取氫氣的反應原理、注意事項以及物質的檢驗和除雜的知識等，并能靈活應用質量守恒定律和相關知識進行解題，要求同學們在平時的學習中加強基礎知識的儲備，以便能夠靈活應用．