Question

4．如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器．试根据题目要求，回答下列问题：

（1）若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集干燥的氧气，并进行氧气的验证性实验．制取并收集干燥的氧气所选仪器的连接顺序为ACH（填写仪器序号字母），证明集气瓶中收集到的气体为氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶，若木条复燃，则证明集气瓶中的气体为氧气．
（2）小强同学欲用一氧化碳气体（含少量二氧化碳气体）测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不参与任何反应），并验证反应中气体生成物的性质，小强同学取2g氧化铁样品设计了实验方案：气体流向是从左向右，选择的仪器按D₁→C→E→D₂顺序连接，然后进行实验（D₁、D₂为两个盛有石灰水的洗气瓶，假设有关反应均反应完全）．
①仪器D₁处发生反应的化学方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
②通过测量反应前后D₂处装置的质量变化，来计算氧化铁的纯度．若其他操作正确，反应结束后测得D₂装置增重了1.32g（不考虑空气中成分对D₂装置质量的影响），则此氧化铁样品中氧化铁的质量分数为80%．若上述连接仪器没有使用D₁装置，计算出的氧化铁样品纯度与实际值比较将一定偏大（填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）．
③对于小强同学设计的这个实验装置，你认为存在的不足是没有尾气处理装置，对环境造成污染你的具体改进建议是在装置最后加一个燃着的酒精灯．

Answer 1

分析 （1）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，不需加热，属于固液常温型，干燥氧气用浓硫酸，收集干燥的氧气用排空气法，检验氧气用带火星的木条伸入集气瓶内，观察木条是否复燃进行判断；
（2）①欲用一氧化碳气体（含少量二氧化碳气体）测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不参与任何反应），并验证反应中气体生成物的性质，则须先除去二氧化碳，避免干扰，除去二氧化碳 用澄清的石灰水，二氧化碳与澄清的石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水；
②D₂处放的是澄清的石灰水，可与一氧化碳和氧化铁反应生成的二氧化碳充分反应，故该装置增加的质量即是反应生成的二氧化碳的质量，然后结合一氧化碳和氧化铁反应的方程式计算出参加反应的氧化铁的质量，据氧化铁的质量分数计算即可；若上述连接仪器没有使用D₁装置，则D₂装置增重的质量既包括反应生成的二氧化碳，还包括本来就有的二氧化碳，会使计算的氧化铁的质量增加，纯度比实际值偏大；
③一氧化碳有毒，排放到空气中会造成大气污染，所以要进行尾气处理，可利用其可燃性将一氧化碳燃烧掉．

解答 解：（1）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，不需加热，属于固液常温型，故选发生装置A，干燥氧气用浓硫酸，选择C，氧气的密度比空气大，故收集干燥的氧气用向上排空气法，选择装置H；检验氧气用带火星的木条伸入集气瓶内，观察木条是否复燃进行判断；
（2）①欲用一氧化碳气体（含少量二氧化碳气体）测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不参与任何反应），并验证反应中气体生成物的性质，则须先除去二氧化碳，避免干扰，除去二氧化碳 用澄清的石灰水，二氧化碳与澄清的石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
②D₂处放的是澄清的石灰水，可与一氧化碳和氧化铁反应生成的二氧化碳充分反应，故该装置增加的质量即是反应生成的二氧化碳的质量；
设样品中氧化铁的质量为x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160                 132
x                   1.32g
$\frac{160}{x}=\frac{132}{1.32g}$
  x=1.6g
所以氧化铁样品中氧化铁的质量分数是：$\frac{1.6g}{2g}$×100%=80%；
若上述连接仪器没有使用D₁装置，则D₂装置增重的质量既包括反应生成的二氧化碳，还包括本来就有的二氧化碳，会使计算的氧化铁的质量增加，纯度比实际值偏大；
③一氧化碳有毒，排放到空气中会造成大气污染，所以要进行尾气处理，可利用其可燃性将一氧化碳燃烧掉；
答案：
（1）ACH；  将带火星的木条伸入集气瓶，若木条复燃，则证明集气瓶中的气体为氧气；
（2）①Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；   ②80%； 一定偏大；
③没有尾气处理装置，对环境造成污染；在装置最后加一个燃着的酒精灯．

点评 此题是一综合性较强的实验设计题，涉及到实验装置的连接、二氧化碳的性质、方程式的书写、利用方程式的简单计算、计算结果的推测等，有一定的难度，要结合相关知识细心分析解答．