Question

4．如圖所示為實驗室中常見的氣體制備、凈化、收集和性質(zhì)實驗的部分儀器．試根據(jù)題目要求，回答下列問題：

（1）若用過氧化氫溶液和二氧化錳制取并收集干燥的氧氣，并進行氧氣的驗證性實驗．制取并收集干燥的氧氣所選儀器的連接順序為ACH（填寫儀器序號字母），證明集氣瓶中收集到的氣體為氧氣的方法是將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復燃，則證明集氣瓶中的氣體為氧氣．
（2）小強同學欲用一氧化碳氣體（含少量二氧化碳氣體）測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不參與任何反應），并驗證反應中氣體生成物的性質(zhì)，小強同學取2g氧化鐵樣品設計了實驗方案：氣體流向是從左向右，選擇的儀器按D₁→C→E→D₂順序連接，然后進行實驗（D₁、D₂為兩個盛有石灰水的洗氣瓶，假設有關反應均反應完全）．
①儀器D₁處發(fā)生反應的化學方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
②通過測量反應前后D₂處裝置的質(zhì)量變化，來計算氧化鐵的純度．若其他操作正確，反應結束后測得D₂裝置增重了1.32g（不考慮空氣中成分對D₂裝置質(zhì)量的影響），則此氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為80%．若上述連接儀器沒有使用D₁裝置，計算出的氧化鐵樣品純度與實際值比較將一定偏大（填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）．
③對于小強同學設計的這個實驗裝置，你認為存在的不足是沒有尾氣處理裝置，對環(huán)境造成污染你的具體改進建議是在裝置最后加一個燃著的酒精燈．

Answer 1

分析 （1）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，不需加熱，屬于固液常溫型，干燥氧氣用濃硫酸，收集干燥的氧氣用排空氣法，檢驗氧氣用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，觀察木條是否復燃進行判斷；
（2）①欲用一氧化碳氣體（含少量二氧化碳氣體）測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不參與任何反應），并驗證反應中氣體生成物的性質(zhì)，則須先除去二氧化碳，避免干擾，除去二氧化碳 用澄清的石灰水，二氧化碳與澄清的石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水；
②D₂處放的是澄清的石灰水，可與一氧化碳和氧化鐵反應生成的二氧化碳充分反應，故該裝置增加的質(zhì)量即是反應生成的二氧化碳的質(zhì)量，然后結合一氧化碳和氧化鐵反應的方程式計算出參加反應的氧化鐵的質(zhì)量，據(jù)氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)計算即可；若上述連接儀器沒有使用D₁裝置，則D₂裝置增重的質(zhì)量既包括反應生成的二氧化碳，還包括本來就有的二氧化碳，會使計算的氧化鐵的質(zhì)量增加，純度比實際值偏大；
③一氧化碳有毒，排放到空氣中會造成大氣污染，所以要進行尾氣處理，可利用其可燃性將一氧化碳燃燒掉．

解答 解：（1）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，不需加熱，屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置A，干燥氧氣用濃硫酸，選擇C，氧氣的密度比空氣大，故收集干燥的氧氣用向上排空氣法，選擇裝置H；檢驗氧氣用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，觀察木條是否復燃進行判斷；
（2）①欲用一氧化碳氣體（含少量二氧化碳氣體）測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不參與任何反應），并驗證反應中氣體生成物的性質(zhì)，則須先除去二氧化碳，避免干擾，除去二氧化碳 用澄清的石灰水，二氧化碳與澄清的石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水，方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
②D₂處放的是澄清的石灰水，可與一氧化碳和氧化鐵反應生成的二氧化碳充分反應，故該裝置增加的質(zhì)量即是反應生成的二氧化碳的質(zhì)量；
設樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                 132
x                   1.32g
$\frac{160}{x}=\frac{132}{1.32g}$
  x=1.6g
所以氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{1.6g}{2g}$×100%=80%；
若上述連接儀器沒有使用D₁裝置，則D₂裝置增重的質(zhì)量既包括反應生成的二氧化碳，還包括本來就有的二氧化碳，會使計算的氧化鐵的質(zhì)量增加，純度比實際值偏大；
③一氧化碳有毒，排放到空氣中會造成大氣污染，所以要進行尾氣處理，可利用其可燃性將一氧化碳燃燒掉；
答案：
（1）ACH；  將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復燃，則證明集氣瓶中的氣體為氧氣；
（2）①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；   ②80%； 一定偏大；
③沒有尾氣處理裝置，對環(huán)境造成污染；在裝置最后加一個燃著的酒精燈．

點評 此題是一綜合性較強的實驗設計題，涉及到實驗裝置的連接、二氧化碳的性質(zhì)、方程式的書寫、利用方程式的簡單計算、計算結果的推測等，有一定的難度，要結合相關知識細心分析解答．