Question

某研究性學習小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線:CH₃CH-CH₂+CO+H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH;CO的制備原理:HCOOHCO↑+H₂O,并設計出原料氣的制備裝置(如圖)。

請填寫下列空白:
（1）寫出實驗室制備氫氣的化學方程式：                           。
（2）若用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中b的作用分別是             ； C中盛裝的試劑是            。若用以上裝置制備H₂，在虛線框內畫出收集H₂干燥的裝置圖。
（3）制丙烯時，還產生少量SO₂, CO₂及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是________________（填序號）       
①足量飽和Na₂SO₃溶液     ②酸性KMnO₄溶液   ③石灰水    ④無水CuSO₄   ⑤品紅溶液
（4）下圖所示裝置工作時均與H₂有關。

①圖1所示裝置中陽極的電極反應式為                            。
②圖2所示裝置中，通入H₂的管口是                   (選填字母代號)。
③某同學按圖3所示裝置進行實驗，實驗結束后，將玻璃管內固體物質冷卻后，溶于稀硫酸，充分反應后，滴加KSCN溶液，溶液不變紅，再滴入新制氯水，溶液變為紅色。該同學據此得出結論：鐵與水蒸氣反應生成FeO和H₂。該結論        (填“嚴密”或“不嚴密”)，你的理由是                      (用離子方程式表示)。

Answer 1

（1）Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
（2）防倒吸  NaOH溶液 
（3）④⑤①③②
（4）①MnO₄^2--e^-=MnO₄^-②d③不嚴密  2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺

解析試題分析：
（1）氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過置換反應制備，氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應不能產生氫氣，方程式為Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（2）甲酸在濃硫酸的作用下通過加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發，產生的CO中必然會混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因為甲酸易溶于水，所以必需防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通過濃硫酸干燥CO．為了使產生的氣體能順利的從發生裝置中排出，就必需保持壓強一致，因此a的作用是保持恒壓；若用以上裝置制備氫氣，就不再需要加熱，所以此時發生裝置中的玻璃儀器名稱是分液漏斗和蒸餾燒瓶；氫氣密度小于空氣的，因此要收集干燥的氫氣，就只能用向下排空氣法，而不能用排水法收集；故答案為：防倒吸； NaOH溶液；；
（3）檢驗丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，檢驗SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色．品紅溶液或石灰水，檢驗CO₂可以石灰水，檢驗水蒸氣可以無水CuSO₄，所以在檢驗這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序．只要通過溶液，就會產生水蒸氣，因此先檢驗水蒸氣；然后檢驗SO₂并在檢驗之后除去SO₂，除SO₂可以用飽和Na₂SO₃溶液，最后檢驗CO₂和丙烯，因此順序為④⑤①②③（或④⑤①③②）；
（4）陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應式為：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；氫氧燃料堿性電池中，氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，圖片中氫氧根離子向d電極移動，說明d電極上是氫氣；鐵和水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣，根據反應現象知，該反應中部分鐵未參加反應導致剩余的鐵和鐵離子反應生成二價鐵離子，離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，所以說不嚴密。
考點：本題考查有機物合成方案的設計，題目難度較大，綜合性較強，答題時注意把握物質的分離、提純方法，把握物質的性質的異同是解答該題的關鍵。