Question

3．如圖所示為實驗室中常見的氣體的制備、除雜和性質(zhì)實驗的部分儀器，試根據(jù)題目要求，回答下列問題：

（1）請寫出能用裝置乙制備的一種氣體的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．檢查裝置乙氣密性的方法關(guān)閉分液漏斗的活塞后，先把導(dǎo)管的一端插入水中，然后兩手緊握錐形瓶的外壁，觀察導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管口會倒吸上升一段水柱，則說明裝置乙氣密性好
（2）小明同學(xué)想研究一氧化碳的還原性，通過查閱資料知道：草酸（H₂C₂O₄）與濃硫酸混合加熱會產(chǎn)生一氧化碳，反應(yīng)方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O
①用草酸制取CO，你認為應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是甲（填“甲”、“乙”或“丙”）．
②要用干燥、純凈的一氧化碳還原氧化鐵并測定氣體生成物的性質(zhì)，合理的連接順序是：草酸加熱后的氣體
生成物一氧化碳、二氧化碳     
③能證明CO氣體具有還原性的實驗現(xiàn)象是C中紅色變黑色，澄清石灰水變渾濁．
④小明還想計算12克氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，他收集了以下兩組數(shù)據(jù)（假設(shè)所有能發(fā)生的反應(yīng)都反應(yīng)完全）：
數(shù)據(jù)一：根據(jù)參加反應(yīng)的草酸的質(zhì)量計算出制得了一氧化碳5.6克．
數(shù)據(jù)二：反應(yīng)前后C裝置中的盛有澄清石灰水的裝置增重6.6克．
請選擇合理的一組數(shù)據(jù)，計算出12克氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為66.7%（最終結(jié)果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）裝置乙為固液不需加熱制備氣體的裝置，實驗室制取CO₂，是在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳；檢查裝置乙氣密性的方法是：關(guān)閉分液漏斗的活塞后，先把導(dǎo)管的一端插入水中，然后兩手緊握錐形瓶的外壁，觀察導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管口會倒吸上升一段水柱，則說明裝置乙氣密性好；
（2）①草酸（H₂C₂O₄）與濃硫酸混合加熱會產(chǎn)生一氧化碳，因此需要加熱，則應(yīng)選擇液液加熱型裝置；
②草酸（H₂C₂O₄）與濃硫酸混合加熱生成一氧化碳和二氧化碳和水，因此草酸加熱后的氣體生成物是一氧化碳和二氧化碳，要得到干燥、純凈的一氧化碳，應(yīng)該先除雜質(zhì)二氧化碳，然后再干燥，據(jù)此分析；
③能證明CO氣體具有還原性的實驗現(xiàn)象是：C中紅色變黑色，澄清石灰水變渾濁；
④不能說明5.6克一氧化碳是否都與氧化鐵反應(yīng)，因此無法應(yīng)用5.6克一氧化碳計算；根據(jù)反應(yīng)前后澄清石灰水增重6.6克，即二氧化碳的質(zhì)量是6.6g，然后根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求氧化鐵的質(zhì)量，最后求氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）實驗室制取CO₂，是在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸互相交換成分生成氯化鈣和水和二氧化碳，不需要加熱的固液反應(yīng)，可用裝置乙來制備；
檢查裝置乙氣密性的方法是：關(guān)閉分液漏斗的活塞后，先把導(dǎo)管的一端插入水中，然后兩手緊握錐形瓶的外壁，觀察導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管口會倒吸上升一段水柱，則說明裝置乙氣密性好；
故答案為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；關(guān)閉分液漏斗的活塞后，先把導(dǎo)管的一端插入水中，然后兩手緊握錐形瓶的外壁，觀察導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開手后，導(dǎo)管口會倒吸上升一段水柱，則說明裝置乙氣密性好；
（2）①草酸（H₂C₂O₄）與濃硫酸混合加熱會產(chǎn)生一氧化碳，因此需要加熱；則應(yīng)選擇液液加熱型裝置甲，故答案為：甲；
②草酸（H₂C₂O₄）與濃硫酸混合加熱生成一氧化碳和二氧化碳和水，因此草酸加熱后的氣體生成物是一氧化碳和二氧化碳；要得到干燥、純凈的一氧化碳，應(yīng)該先除雜質(zhì)二氧化碳，然后再干燥，所以應(yīng)先通A氫氧化鈉吸收二氧化碳再通B濃硫酸干燥，后通C裝置還原，故答案為：A、B、C；一氧化碳、二氧化碳；
③能證明CO氣體具有還原性的實驗現(xiàn)象是：C中紅色變黑色，澄清石灰水變渾濁；故答案為：C中紅色變黑色，澄清石灰水變渾濁；
④數(shù)據(jù)一測量中，不能說明5.6克一氧化碳是否都與氧化鐵反應(yīng)，因此無法應(yīng)用5.6克一氧化碳計算；
因此應(yīng)該用反應(yīng)前后澄清石灰水增重6.6克，即二氧化碳的質(zhì)量是6.6g，設(shè)氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為x 
  3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
         160                3×44
         12x                6.6g            x≈66.7%
故答案為：66.7%．

點評 本考點主要考查了檢查裝置的氣密性、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計算等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)，氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．