Question

【題目】如圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和進行實驗探究的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復(fù)選擇儀器），某化學小組的同學欲利用其進行下列各實驗。

（1）以過氧化氫溶液為原料（二氧化錳作催化劑），在實驗室中制取并收集干燥的氧氣，按照要求設(shè)計實驗裝置，連接儀器，并檢查裝置的氣密性。

①所選裝置的連接順序為_____（從左到右填寫裝置序號字母）；

②制取氧氣所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_____；

③下列關(guān)于氧氣制取和性質(zhì)的敘述中，不正確的是_____（填“A”“B”“C”或“D”之一）。

A 實驗室制氧氣時，應(yīng)先加入藥品，再檢查裝置的氣密性

B 在此反應(yīng)前后，二氧化錳的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不發(fā)生改變

C 鐵絲在純氧中劇烈燃燒時，火星四射，生成黑色固體

D 氧氣是一種化學性質(zhì)比較活潑的氣體

（2）用干燥純凈的氧氣對纖維素的組成進行分析探究實驗（資料顯示纖維素只含C、H、O三種元素）．所選裝置按“氣體→D→A→C→堿石灰干燥管”的順序連接（實驗前檢查裝置的氣密性，假設(shè)所發(fā)生的化學反應(yīng)都完全充分進行）．裝置D的玻璃管中放入纖維素試樣的質(zhì)量為wg，充分反應(yīng)后，測得裝置A的質(zhì)量增加ag，裝置C的質(zhì)量增加bg，則纖維素中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為_____（計算結(jié)果用含字母的代數(shù)式表示）。

若實驗中使用的氧氣未干燥，這樣測算出的纖維素中的碳元素與氫元素的質(zhì)量比與實驗值比較將_____（填“偏大”“偏小”“基本一致”或“無法確定”之一）。

（3）用一氧化碳氣體（含有少量二氧化碳和水蒸氣）測定某鐵的氧化物（FexOy）試樣的元素組成比例，所選裝置按“混合氣體→A1→D→C→A2”的順序連接（A1、A2為濃硫酸洗氣瓶，實驗前檢驗裝置氣密性，假設(shè)所發(fā)生的化學反應(yīng)都充分反應(yīng)）．進行實驗并記錄實驗數(shù)據(jù)，如表所示：

裝置編號	A1中濃硫酸	D中玻璃管內(nèi)固體	C中溶液
反應(yīng)前質(zhì)量	150g	14.4g	200g
反應(yīng)后質(zhì)量	152.7g	11.2g	213.2g

①請選擇合理數(shù)據(jù)計算FexOy中x：y=_____（填寫最簡整數(shù)比）；

②從環(huán)保角度考慮，該實驗方案設(shè)計還存在不完善之處，你的具體改進方案是_____。

Answer 1

【答案】BAF 2H2O22H2O+O2↑ A 偏小 1：1 A2裝置后連接尾氣處理裝置

【解析】

（1）①實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣可選擇裝置B作發(fā)生裝置，用濃硫酸作干燥劑，選用裝置A作干燥裝置，氧氣的密度比空氣大，用向上排空氣法，選擇裝置F作收集裝置，故所選裝置的連接順序為BAF。

②用過氧化氫制取氧氣時，二氧化錳為催化劑，反應(yīng)的化學方程式為2H2O22H2O+O2↑。

③A、實驗室制氧氣時，應(yīng)先檢査裝置的氣密性，再加入藥品，故A錯誤；

B、在此反應(yīng)前后，催化劑的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不發(fā)生改變，二氧化錳是該反應(yīng)的催化劑，故B正確；

C、鐵絲在純氧中劇烈燃燒時，火星四射，生成黑色固體，故C正確；

D、氧氣是一種化學性質(zhì)比較活潑的氣體，故D正確；故選A。

（2）裝置C增加的質(zhì)量為生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可得二氧化碳中碳元素的質(zhì)量，就是纖維素中碳元素的質(zhì)量，所以wg纖維素中碳元素的質(zhì)量為，所以wg纖維素中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為。若實驗中氣體未干燥，則測得水的質(zhì)量偏大，所得纖維素中氫元素的質(zhì)量偏大，所以測算出的纖維素中的碳元素與氫元素的質(zhì)量比與實際值比較將偏小。

（3）①一氧化碳還原鐵的氧化物，玻璃管內(nèi)減少的質(zhì)量即為化合物中氧元素的質(zhì)量，剩余固體的質(zhì)量為金屬鐵的質(zhì)量，根據(jù)D中玻璃管的數(shù)據(jù)可知，化合物中鐵元素的質(zhì)量為11.2g，氧元素的質(zhì)量為14.4g﹣11.2g=3.2g，所以利用FexOy中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比列出式子為：，解得x：y =1：1。而C中溶液增加的質(zhì)量除了反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，還包含原一氧化碳氣體中二氧化碳的質(zhì)量，數(shù)據(jù)不準，不能用來計算x與y的比值。

②反應(yīng)物為一氧化碳，一氧化碳有毒，所以要在A2裝置后加尾氣處理裝置。