Question

7．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中常見氣體制備、干燥、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）．試根據(jù)題目要求，回答下列問題：

（1）小強(qiáng)同學(xué)以鋅粒和稀硫酸為原料在實(shí)驗(yàn)室制備并收集一瓶純凈干燥的氫氣．
①所選裝置的連接順序?yàn)锳→C→F．（填寫儀器序號(hào)字母）．
②寫出該同學(xué)制備氫氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．
③實(shí)驗(yàn)室制取氫氣后的剩余廢液中，可能含有少量硫酸，欲檢驗(yàn)硫酸的存在，請(qǐng)你從酚酞試液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液三種試劑中選用一種試劑進(jìn)行檢驗(yàn)，并簡述選擇的理由選用Na₂CO₃溶液，向剩余廢液中加入碳酸鈉溶液，若存在硫酸，就會(huì)觀察到產(chǎn)生氣泡．
（2）小靜同學(xué)欲用水煤氣（主要成分為一氧化碳、氫氣、水蒸氣等）來測(cè)定氧化銅樣品中氧化銅的純度（雜質(zhì)不反應(yīng)）．儀器的連接順序?yàn)?nbsp;水煤氣→C₁→B→C₂→D→H．
（已知：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；C₁、C₂為2個(gè)濃硫酸的洗氣瓶）．
①實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到裝置 B 中的現(xiàn)象為黑色粉末逐漸變紅色．
②若裝置中不連接C₁，通過測(cè)定裝置B反應(yīng)前后的質(zhì)量變化計(jì)算出樣品中CuO的純度，與實(shí)際值比較將會(huì)不受影響． （填“偏小”“偏大”“不受影響”之一）
③若實(shí)驗(yàn)中取用了16g氧化銅樣品，反應(yīng)后測(cè)定裝置C₁增加了0.9g，裝置C₂增加了1.8g，裝置D增加了2.2g，則該樣品中CuO的純度為75.0%．
④若水煤氣中還含有二氧化碳，仍用上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定CuO的純度，請(qǐng)談?wù)勀愕脑u(píng)價(jià)意見和建議評(píng)價(jià)：反應(yīng)前后裝置D的增重將因水煤氣混有CO₂而偏大，導(dǎo)致計(jì)算出的CuO純度偏大；
建議：應(yīng)在氣體進(jìn)入裝置B前，將水煤氣中的CO₂和水蒸氣都除凈，正確的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為：
水煤氣→D₁→C₁→B→C₂→D₂→H．

Answer 1

分析 （1）通常情況下，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，氫氣難溶于水，密度比空氣小；
濃硫酸具有吸水性，可以用來干燥氫氣、氧氣、二氧化碳等氣體；
顯酸性的溶液不能使酚酞試液變色；
稀硫酸、硫酸鋅都能夠和氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇；
碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
（2）氧化銅是黑色粉末，銅是紅色固體；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算相關(guān)方面的問題；
氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳?xì)怏w．

解答 解：（1）①在實(shí)驗(yàn)室制備并收集一瓶純凈干燥的氫氣，所選裝置的連接順序?yàn)锳→C→F，通過A裝置制取氫氣，通過C裝置干燥氫氣，通過F裝置收集氫氣；
②制備氫氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；
③加入酚酞試液時(shí)，無論溶液中是否含有稀硫酸，酚酞試液都不變色，因此不能用酚酞試液檢驗(yàn)；
加入氯化鋇溶液時(shí)，無論溶液中是否含有稀硫酸，都產(chǎn)生白色沉淀，因此不能用氯化鋇溶液檢驗(yàn)；
加入碳酸鈉溶液時(shí)，如果有稀硫酸，則產(chǎn)生氣泡，如果無稀硫酸，則不產(chǎn)生氣泡，因此可以用碳酸鈉溶液檢驗(yàn)．
故填：A→C→F；Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；選用Na₂CO₃溶液，向剩余廢液中加入碳酸鈉溶液，若存在硫酸，就會(huì)觀察到產(chǎn)生氣泡．
（2）①實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到裝置B中的現(xiàn)象為黑色粉末逐漸變紅色；
②若裝置中不連接C₁，通過測(cè)定裝置B反應(yīng)前后的質(zhì)量變化計(jì)算出樣品中CuO的純度，因?yàn)樗�蒸氣不影響�?duì)裝置B反應(yīng)前后的質(zhì)量變化的計(jì)算，因此與實(shí)際值比較將不受影響；
③設(shè)與氫氣反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為x，與一氧化碳反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為y，
反應(yīng)后測(cè)定裝置C₂增加了1.8g，說明生成了1.8g水，裝置D增加了2.2g，說明生成了2.2g二氧化碳，
CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，
80            18  80           44
x           1.8g  y            2.2g
$\frac{80}{x}$=$\frac{18}{1.8g}$，$\frac{80}{y}$=$\frac{44}{2.2g}$，
x=8.0g，y=4.0g，
則該樣品中CuO的純度為：$\frac{8.0g+4.0g}{16g}$×100%=75.0%；
④評(píng)價(jià)：反應(yīng)前后裝置D的增重將因水煤氣混有CO₂而偏大，導(dǎo)致計(jì)算出的CuO純度偏大；
建議：應(yīng)在氣體進(jìn)入裝置B前，將水煤氣中的CO₂和水蒸氣都除凈，正確的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為：
水煤氣→D₁→C₁→B→C₂→D₂→H．
故填：黑色粉末逐漸變紅色；不受影響；75.0%；
評(píng)價(jià)：反應(yīng)前后裝置D的增重將因水煤氣混有CO₂而偏大，導(dǎo)致計(jì)算出的CuO純度偏大；
建議：應(yīng)在氣體進(jìn)入裝置B前，將水煤氣中的CO₂和水蒸氣都除凈，正確的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為：水煤氣→D₁→C₁→B→C₂→D₂→H．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．