Question

科學家伽利略說：“一切推理都必須從觀察與實驗中得來”，以下是老師提供的一些實驗裝置，請根據要求回答下列問題：

（1）用大理石和稀鹽酸反應（稀鹽酸揮發出的HCl氣體可用飽和NaHCO₃溶液吸收）制取并收集干燥純凈的二氧化碳氣體． 
①關閉 A裝置中的止水夾后，從長頸漏斗向錐形瓶中注入一定量的水，靜止后如圖所示，則A裝置是否漏氣？    （填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”之一）．
②實驗室制取二氧化碳的化學方程式是    ．
③所選儀器的連接順序    →氣體收集裝置（填寫儀器序號字母）．
（2）某同學欲用含有二氧化碳和水蒸氣雜質的 CO測定一種鐵的氧化物（FexOy）的組成，稱量該鐵的氧化物的質量為 23.2g．設計實驗方案：氣體流向是從左向右，選擇的儀器按 B→C→F→D 順序連接，然后進行實驗（假設有關反應均反應完全…）．
①裝置B的作用是    ．
②F裝置中的Fe_xO_y全部被還原后，稱量剩余固體的質量為16.8g，該鐵的氧化物的化學式為    ．
③用上述方法測量時，如果沒有B裝置，測定結果中鐵元素與氧元素的質量比值會     （填“偏大”“偏小”“基本不變”之一）．
④該套裝置中有一個明顯的不足之處，應在裝置D后放置燃著的酒精燈處理尾氣，這樣做的目的是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①從圖中可以看出在密閉的容器中，可以根據壓強來判斷分析，液面沒有下降；
②根據實驗室制取CO₂氣體的藥品時大理石和稀鹽酸反應產生氯化鈣、水和二氧化碳，寫出反應的方程式；
③根據二氧化碳的性質可以知道干燥可以用濃硫酸，而吸收氯化氫氣體可以用飽和的碳酸鈉溶液，可以據此來解答該題；
（2）①根據題意和裝置進行分析，各裝置設計的目的進行解答；
②根據對所測裝置質量的分析（C裝置減少的質量就是氧化物中氧元素的質量），計算鐵的氧化物中所含鐵元素與氧元素的質量，根據鐵的氧化物中鐵元素和氧元素的質量比求出氧化物的化學式；
③分析為測定鐵的氧化物的組成各裝置的作用，對各裝置進行評價，并判斷對測定結果所產生的影響；
④因為CO具有毒性，所以在實驗中要將尾氣CO進行無害化處理．
解答：解：（1）①若裝置漏氣，裝置內的氣體向外逸出，裝置內的氣體壓強減小，在外界大氣壓的作用下長頸漏斗內的液面將會下降，而現在裝置內的液面沒有下降，說明裝置不漏氣；
②實驗室制取CO₂氣體的藥品時大理石和稀鹽酸，反應產生氯化鈣、水和二氧化碳，該反應化學方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③發生裝置是固液反應的A裝置，除水用濃硫酸，除去氯化氫用飽和碳酸氫鈉溶液，如果先除掉水后，再通過碳酸氫鈉溶液時會又帶上水，前面的水就白除了，所以把除水放在最后除，要先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫，再通過濃硫酸除水，最后收集，故連接順序為：A→E→C；
（2）①其中B裝置裝NaOH目的是將一氧化碳（含少量二氧化碳）中的二氧化碳除去，以免影響實驗結果；
②完全反應后，裝置C中剩余固體質量16.8g，即鐵的氧化物中鐵的質量；而裝置C減少的質量為氧化物中氧元素的質量，23.2g-16.8g=6.4g；
設則該鐵的氧化物化學式為Fe_xO_y，氧化物中鐵元素和氧元素的質量比為：=，整理得=，所以該鐵的氧化物的化學式是Fe₃O₄；
③裝置B是除去混合氣體中的二氧化碳，對C裝置的質量變化并無影響，所以對測定鐵的氧化物的化學式結果無影響；
④因為一氧化碳有毒，會污染空氣，因此裝置D后放置燃著的酒精燈處理尾氣的目的是：防止一氧化碳污染空氣；
故答案為：（1）不漏氣；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；A→E→C；
（2）除去二氧化碳；Fe₃O₄；基本不變；防止一氧化碳污染空氣．
點評：（1）熟記實驗室制取二氧化碳的反應原理、實驗步驟、裝置示意圖、注意事項以及物質的檢驗和除雜的知識，本題容易出錯的地方是連接順序，要熟記除雜質時導管要遵循“長進短出”的原則，在除水時要放到最后除，否則再通過其他試液時又會帶上水；
（2）本題是一道探究性實驗題，它以課本的一氧化碳還原氧化鐵為依據，嘗試了知識的變化角度和遷移能力的考查，CO的還原性可以將鐵的氧化物中的鐵還原出來，根據實驗目明確所設計的實驗裝置的作用，同時注意一氧化碳的毒性，要進行無害處理，避免環境污染．