Question

【題目】下圖所示為實驗室常見的氣體制備、凈化、干燥、收集和性質實驗的部分儀器。某學校兩個化學實驗探究小組的同學欲用下列裝置完成各自的探究實驗。

（1）第一小組的同學以石灰石和稀鹽酸為原料，在實驗室中制備、收集干燥純凈的二氧化碳氣體，按照要求設計實驗、連接儀器，并檢驗裝置的氣密性。

①所選儀器的連接順序為_____（填寫儀器序號字母）。

②制取二氧化碳所發生反應的化學方程式為_____。

③制取二氧化碳后的廢液中，常含有少量的鹽酸，欲除凈氯化鈣溶液中含有的少量鹽酸，在沒有指示劑的條件下，最好加入下列試劑中的_____（填寫字母編號）。

A 生石灰 B 石灰水 C 石灰石粉末 D 純堿

（2）第二小組的同學欲用純凈的一氧化碳氣體測定某不純鐵樣品（雜質為氧化鐵）的組成，所選裝置按“一氧化碳氣體→E→D→堿石灰干燥管”的順序連接（實驗前檢查裝置的氣密性，假設能發生的化學反應都充分反應）

①裝置D中觀察到的現象是_____。

②裝置E中發生反應的化學方程式為_____。

③若裝置E中玻璃管內放入鐵樣品的質量為ag，反應后，測得裝置D的質量增加bg，該樣品中鐵元素與氧元素的質量比為_____（計算結果用含字母a、b的代數式表示）。

④從環保角度考慮，該實驗方案設計存在不完善之處是_____。

Answer 1

【答案】A→C→B→F C 石灰水變渾濁 （11a–4b）∶4b 未經尾氣處理就直接排放

【解析】

（1）根據反應物的狀態、反應發生需要的條件、氣體的密度和水溶性以及特殊要求選擇并組裝裝置；根據反應物、生成物書寫化學方程式；根據碳酸鈣和鹽酸反應不溶于水進行分析；

（2）根據二氧化碳、氫氧化鈣反應生成白色沉淀碳酸鈣進行分析；根據反應物、生成物和反應條件書寫化學方程式；根據一氧化碳有毒進行分析。

（1）①所選儀器的連接順序為：通過A可以制取二氧化碳（實驗室通常用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，該反應屬于固液不加熱反應，發生裝置可選A），再通過C可以吸收氯化氫氣體（鹽酸具有揮發性，二氧化碳中可能混有氯化氫氣體，碳酸氫鈉能與HCl反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，可除去氯化氫），再通過B可以干燥二氧化碳（濃硫酸具有吸水性，且不與二氧化碳反應），再通過F可以收集二氧化碳（二氧化碳溶于水，且密度比空氣大，可用向上排空氣法收集）；故填：A→C→B→F；

②大理石和稀鹽酸反應生成二氧化碳、水和氯化鈣，反應的化學方程式是：

；故填：；

③A．CaO能與鹽酸反應生成氯化鈣和水，但氧化鈣過量，能與水反應生成氫氧化鈣，引入新的雜質氫氧化鈣，故A錯誤；
B．石灰水能與鹽酸反應生成氯化鈣和水，若不用指示劑，不好判斷反應是否恰好進行，容易引入新的雜質氫氧化鈣，故B錯誤；
C．鹽酸能與過量的石灰石粉末反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，再過濾除去過量的難溶于水石灰石，能除去雜質且沒有引入新的雜質，符合除雜原則，故C正確；
D．氯化鈣溶液和鹽酸均能與純堿反應，不但能把雜質除去，也會把原物質除去，不符合除雜原則，故D錯誤；

故選C；

（2）①一氧化碳還原鐵的氧化物后生成了二氧化碳，能使澄清的石灰水變渾濁，裝置D中觀察到的現象為：石灰水變渾濁；故填：石灰水變渾濁；
②一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，化學方程式為：；故填：；

③裝置Ｅ中固體的質量為ag，這就是氧化鐵樣片的質量，裝置Ｄ中的質量增加bg，這是生成二氧化碳的質量，二氧化碳中氧元素的質量的一半即為反應前混合物中氧元素的質量，為：bg××100%＝ g；則反應前原固體混合物中鐵元素和氧元素的質量比是：（ag－g）：g＝（11a－４b）：4b；故填：（11a－4b）：4b；

④一氧化碳有毒不能直接排放到空氣中，防止污染空氣，應該在裝置末端加一個點燃的酒精燈；故填：未經尾氣處理就直接排放。