Question

下圖為實驗室中常見的裝置。試根據題目要求，回答下列問題：

（1）以石灰石和稀鹽酸為原料制取并收集干燥、純凈的二氧化碳（提示：鹽酸中揮發出的少量HCl氣體可用硝酸銀溶液吸收）。
①所選裝置的連接順序為A→             （填寫裝置序號字母）。
②裝置A中發生反應的化學方程式為                                  。
③裝置B的作用是                                                    。
④裝置C中出現的現象為                                  。
（2）若用一氧化碳氣體（含少量水蒸氣）來測定某不純氧化鐵樣品的純度，氣體流向是從左向右，選擇的裝置按B₁→D→E→B₂順序連接，然后進行實驗（假設有關反應均反應完全）。
①裝置D中發生反應的化學方程式是                              。
②對于上述設計的這個實驗裝置，你認為還需要改進的是                       。
③通過測量反應前、后E洗氣瓶的質量變化來計算氧化鐵樣品的純度。若氫氧化鈣溶液的量不足，則計算出樣品純度的結果將              （填“偏小”、“偏大”、“不受影響”之一）。

Answer 1

（1）CBH    CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑去除CO₂中的水蒸氣 有白色沉淀生成
（2）Fe₂O₃+3CO=2Fe+3CO₂    添加尾氣處理裝置  偏小

試題分析：（1）①由于要收集一瓶干燥、純凈的二氧化碳氣體，就要把雜質氯化氫氣體和水蒸氣除去，由于氯化氫氣體能與硝酸銀溶液反應生成氯化銀白色沉淀和硝酸，因此可以除去氯化氫氣體，水蒸氣可用濃硫酸除去，而且在除雜的過程中要后除去水，因為從硝酸銀溶液中出來的氣體中會含有水；因為要收集干燥的氣體，且二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集，故連接順序為CBH。
②實驗室制取CO₂，是在常溫下，用石灰石和稀鹽酸反應，生成氯化鈣、水和二氧化碳，故裝置A中發生反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。
③根據上面的分析可知，裝置B的作用是去除CO₂中的水蒸氣。
④由于氯化氫氣體能與硝酸銀溶液反應生成氯化銀白色沉淀和硝酸，故裝置C中出現的現象是有白色沉淀生成。
（2）①一氧化碳具有還原性，在高溫條件下，能與氧化鐵反應，生成二氧化碳和鐵，故裝置D中發生反應的化學方程式是Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂；
②由于一氧化碳有毒性，若直接逸散到空氣中，會對空氣造成污染，故該裝置需要添加尾氣處理裝置；
③根據題意，若氫氧化鈣溶液的量不足，就不能完全吸收反應生成的二氧化碳，那么測量出來的二氧化碳的質量就會偏小，則通過二氧化碳計算出樣品純度的結果將會偏小。
點評：此題是一綜合性較強的實驗設計題，涉及到多個知識點，有一定的難度，熟練掌握氣體的制取裝置和收集裝置的選擇、氣體的檢驗、除雜等基礎知識，是解題的關鍵，此外，還要能把握好實驗數據的處理問題，以及實驗方案的設計與評價問題。