Question

4．如图所示为实验室常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器）．某学校两个化学实验探究小组的同学欲用他们完成各自的探究实验．

（1）第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备、收集一瓶干燥的不含HCl气体的二氧化碳．按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性，制取气体．（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）．
①所选仪器的连接顺序为A→C→B→F （填写仪器序号字母）．
②若将二氧化碳通入大量的新制饱和氢氧化钙溶液中，充分反应后所得溶液的质量减小
（填“增大”“减小”“不变”之一），原因是生成碳酸钙沉淀的质量比参加反应的二氧化碳大．
（2）第二组的同学以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）制备氧气，并对某有机物（CxHy）的组成元素进行分析探究，所选仪器按“A→B₁→E→B₂→D→碱石灰干燥管”的顺序连接，（B₁、B₂为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性．使该有机物在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应），试回答下列问题：
①仪器A中所发生反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②在该装置中，洗气瓶B₁、B₂都吸收水分，其作用的不同之处是洗气瓶B₁是为了排除水分的干扰，洗气瓶B₂是为了采集数据并进行计算分析．
③仪器E的玻璃管中有机物试样充分燃烧后，测得仪器D质量增加ag，仪器B₂的质量增加b g，则在该有机物试样组成中x：y=$\frac{9a}{44b}$（计算结果用含a、b的代数式表示）．

Answer 1

分析 （1）①根据石灰石和稀盐酸制取的二氧化碳中混有氯化氢和水蒸气，饱和碳酸氢钠可以吸收氯化氢，浓硫酸有吸水性进行分析；
②根据氢氧化钙溶液呈现碱性，二氧化碳与其反应产生碳酸钙沉淀和水进行分析；
（2）①根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气进行分析；
②根据B₁是除去生成气体中的水蒸气，B₂是吸收生成的水蒸气为了采集数据计算成分的进行分析；
③根据测得仪器D质量增加ag计算碳元素的质量，仪器B₂的质量增加bg计算氢元素的质量，然后计算x、y的比值．

解答 解：（1）①石灰石和稀盐酸制取的二氧化碳中混有氯化氢和水蒸气，饱和碳酸氢钠可以吸收氯化氢，浓硫酸有吸水性，所以所选仪器的连接顺序为A→C→B→F；
②氢氧化钙溶液呈现碱性，每44份质量的二氧化碳与其反应产生100份质量的碳酸钙沉淀和水，所以充分反应后所得溶液的质量减小，原因是：生成碳酸钙沉淀的质量比参加反应的二氧化碳大；
（2）①过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②B₁是除去生成气体中的水蒸气，B₂是吸收生成的水蒸气为了采集数据计算成分的，所以在该装置中，洗气瓶B₁、B₂都吸收水分，其作用的不同之处是：洗气瓶B₁是为了排除水分的干扰，洗气瓶B₂是为了采集数据并进行计算分析；
③仪器D质量增加ag就是二氧化碳的质量，所以碳元素的质量为$\frac{12a}{44}$g，仪器B₂的质量增加bg就是水的质量，氢元素的质量为：$\frac{2b}{18}$g，所以该有机物试样组成中x：y=
$\frac{\frac{12a}{44}}{12}$：$\frac{\frac{2b}{18}}{1}$=$\frac{9a}{44b}$
故答案为：（1）①A，C，B，F；
②减小，生成碳酸钙沉淀的质量比参加反应的二氧化碳大；
（2）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②洗气瓶B₁是为了排除水分的干扰，洗气瓶B₂是为了采集数据并进行计算分析；
③$\frac{9a}{44b}$．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．