Question

9．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)氣體制備、凈化、收集和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的部分儀器（組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，可重復(fù)選擇儀器）．某學(xué)校兩個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究小組的同學(xué)，欲用下列儀器完成各自的探究實(shí)驗(yàn)．
（1）第一組的同學(xué)用過(guò)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?yàn)锳CG（填寫(xiě)儀器序號(hào)字母）．
②用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③制取氣體前，需要檢查儀器A的氣密性，其具體操作步驟是關(guān)閉閥門(mén)，將導(dǎo)管一端放入水中，用水捂住錐形瓶，一段時(shí)間后，若水中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，手松開(kāi)，水會(huì)倒流進(jìn)導(dǎo)管口一段距離，則說(shuō)明氣密性良好．
（2）第二組同學(xué)欲用一種混合氣體（可能含有H₂、CO、H₂O、HCl中的一種或幾種），測(cè)定某10g氧化鐵樣品中的氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，所選儀器的連接順序是“混合氣體→D→C₁→E→C₂→B→堿石灰干燥管”，樣品充分反應(yīng)，測(cè)定部分裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，并繪制了如下表格（假設(shè)樣品中雜質(zhì)不揮發(fā)，也不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：已知：Fe₂O₃+3H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+3H₂O）．

裝置編號(hào)	D	C1	C2	B
試劑	硝酸銀溶液	濃硫酸	濃硫酸	氫氧化鈉溶液
現(xiàn)象或質(zhì)量變化	無(wú)明顯現(xiàn)象	增重1.0g	增重2.7g	增重0.66g

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①裝置E中能觀察到的明顯現(xiàn)象是紅色固體變黑．
②裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
③根據(jù)以上現(xiàn)象判斷，混合氣體中一定不存在的氣體是氯化氫（填物質(zhì)名稱(chēng)）．
④該氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是88%．

Answer 1

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

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

點(diǎn)評(píng) 熟記實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)原理、注意事項(xiàng)以及物質(zhì)的檢驗(yàn)和除雜的知識(shí)等，并能靈活應(yīng)用質(zhì)量守恒定律和相關(guān)知識(shí)進(jìn)行解題，要求同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的儲(chǔ)備，以便能夠靈活應(yīng)用．