Question

如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、净化和收集实验的部分仪器．试根据题目要求，回答下列问题：（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）

（1）用石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体．某同学设计的仪器连接顺序为：A→C→D→F．
①仪器A中发生的化学反应方程式是    ．
②上述方案是否合理？请简述理由．    ．
（2）欲用纯净的一氧化碳气体，测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不反应），并验证反应后气体生成物的性质．某同学所选仪器的连接顺序为：一氧化碳→B→E．
①仪器B中看到的实验明显现象是    ．
②仪器E中发生反应的化学方程式为    ．
③通过测量反应前、后B处大玻璃管的质量变化，来计算氧化铁样品的纯度．若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁，则计算出样品纯度的结果将    （填“偏大”、“偏小”、“不受影响”其中之一）．
④从环境保护的角度考虑，该套实验装置存在的不足是    ，请提出你的合理建议    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①据石灰石和稀盐酸反应原理书写方程式；
②气体从溶液中出来会带来部分水蒸气，所以干燥气体的浓硫酸通常放于最后；
（2）①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，氧化铁是红色的，铁粉是黑色的；
②检验二氧化碳用澄清的石灰水，二者反应生成碳酸钙沉淀和水；
③反应前、后B处大玻璃管减少的质量即为参加反应的氧化铁中氧元素的质量，根据题意：实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁，说明氧化铁未完全反应，则减少的质量小于样品中氧化铁中氧元素的质量，故计算的样品的纯度偏小；
④一氧化碳有毒，不反应的一氧化碳要进行尾气处理，防止污染大气．
解答：解：（1）①石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，可将生成的二氧化碳通入硝酸银溶液除去氯化氢气体，再通过浓硫酸进行干燥，然后收集，该同学将气体先通过浓硫酸干燥、再通过硝酸银溶液，气体从硝酸银溶液中出来时会带来水蒸气，从而使收集的二氧化碳含有水蒸气；
（2））①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，氧化铁是红色的，铁粉是黑色的，故B中看到的现象是红色粉末变为红色；
②检验二氧化碳用澄清的石灰水，二者反应生成碳酸钙沉淀和水，方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
③反应前、后B处大玻璃管减少的质量即为参加反应的氧化铁中氧元素的质量，根据题意：实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁，说明氧化铁未完全反应，则减少的质量小于样品中氧化铁中氧元素的质量，因为氧化铁的纯度=×100%，所以，若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁．则计算出样品纯度的结果将偏小；
④一氧化碳有毒，不反应的一氧化碳要进行尾气处理，防止污染大气，而图示没有，可以将气体点燃或在装置末端系一只气球；
故答案为：
（1）①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②不合理，因为D排在C后，收集到的CO₂气体中混有水蒸气（合理答案均可）；
（2）①红色粉末逐渐变为黑色；        ②CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
③偏小；      ④没有尾气处理装置；点燃尾气或在装置末端系一只气球．
点评：本题综合考查了常见的气体制备、干燥、净化和收集实验，一氧化碳还原氧化铁的化学反应以及相关知识的考查，要结合所学知识细心解答．