Question

现有如图甲下列仪器或装置，请回答下列问题：
（1）仪器①的名称是

 

；
（2）请用如图仪器按以下要求组装成制气装置，并写出产生气体的反应化学方程式：
①用高锰酸钾加热制O₂应选

 

（填字母），

 

；
②实验室制取CO₂应选

 

（填字母），

 

；
③用废铁屑与稀盐酸反应制取H₂，应选

 

（填字母），

 

；
（3）若用F装置进行CO还原Fe₂O₃的实验，b处的现象为

 

；要检验反应后的气体中含有CO₂，仪器②中应装的试剂名称为

 

．该装置的不足之处是

 

；王佳同学认为“该实验虽然完毕为了防止液体倒吸，但也没有必要将试管和玻璃管先分离开”，请你说出他这一观点的理由

 

．
（4）若用如图乙装置进行“排空气法”收集制取的H₂，请把图中的“导气管”补画完整．
（5）我国铁矿石资源比较丰富，2000年钢铁年总产量就已达到1.27亿吨，成为世界钢铁大国．某钢铁厂日产含3%杂质的生铁2240t，则需要含Fe₂O₃ 80%的赤铁矿多少吨？

Answer 1

分析：（1）据常用仪器回答；
（2）据反应物状态和反应条件选择发生装置，据反应原理书写方程式；
（3）一氧化碳具有还原性，可与红色的氧化铁反应生成黑色的铁粉和二氧化碳，检验二氧化碳用澄清石灰水；一氧化碳有毒，所以要据其性质进行尾气处理；并根据一氧化碳还原氧化铁的实验步骤分析解答；
（4）氢气的密度比空气小，所以应从短管进气，将空气挤压到集气瓶底部排出；
（5）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数，据此可知生铁中铁的质量，然后结合方程式计算出需要赤铁矿石的质量．

解答：解：（1）编号仪器是铁架台；
（2）①用高锰酸钾加热制O₂需要加热，属于固体加热型，故选发生装置D，并需要用到带导管的单孔塞B，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式是：2KMnO₄ 

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
②实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应，不需要加热，故选发生装置E，同时需要添加液体的长颈漏斗，该反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③用废铁屑与稀盐酸反应制取H₂，不需加热，故选发生装置E，同时需要添加液体的长颈漏斗，该反应生成氯化亚铁和氢气，方程式是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）一氧化碳具有还原性，可与红色的氧化铁反应生成黑色的铁粉和二氧化碳，要检验反应后的气体中含有CO₂，仪器②中应装澄清石灰水，观察石灰水是否变浑浊；该实验的步骤为‘先通一氧化碳排尽试管内空气，然后点燃酒精灯加热，待红色粉末变黑停止加热，继续通一氧化碳至试管冷却，防止生成的铁重新被氧化’，由实验步骤可知：有部分一氧化碳未参加反应排出，由于一氧化碳有毒，为了防止其污染大气，可据其可燃性进行尾气处理，而图示中未进行处理，这是该装置的不足之处；由步骤可知：停止加热后还要继续通CO至玻璃管冷却为止，所以即使不将试管和玻璃分离开，试管内液体也不会倒流；
（4）氢气的密度比空气小，所以应从短管进气，将空气挤压到集气瓶底部排出，图如下；
（5）设需要含Fe₂O₃ 80%的赤铁矿质量为x，
Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂
160            112
x×80%         2240 t×（1-3%）

160

112

=

x×80%

2240t×(1-3%)

x=

2240t×(1-3%)

112×80%

=3880t
故答案为：（1）铁架台；
（2）①BD；2KMnO₄ 

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
     ②C E；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
     ③C E；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）固体粉末由红色变为黑色；  澄清石灰水；  c处缺少尾气处理装置；停止加热后还要继续通CO至玻璃管冷却为止，试管内液体不会倒流；
（4）
（5）答：需要含Fe₂O₃ 80%的赤铁矿3 880 t．

点评：本题考查知识比较综合，既考查了气体的制取的反应原理、装置选取，又考查了不纯物的相关计算等，掌握相关知识才能结合题意灵活分析解答．