Question

（7分）如下圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和性質實驗的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復選擇儀器）。某學校
兩個化學實驗探究活動小組的同學欲用它昂們完成各自的探究實驗。

（1）第一組的同學以石灰石和稀鹽酸為原料，在實驗室制備、收集干燥純凈的二氧化碳氣體，按照要求設計實驗裝置、連接儀器，并檢驗裝置的氣密性。（提示：揮發出的少量HCl氣體可用飽和碳酸氫鈉溶液吸收）
①所選儀器的連接順序為________→_______→________→________（填寫儀器序號字母）。
②寫出實驗室制取二氧化碳的反應方程式_____________________________________。
③檢驗集氣瓶中氣體是否為二氧化碳的具體方法________________________________
_________________________________________________________________________。
（2）第二組的同學以過氧化氫溶液為原料（MnO₂為催化劑）制備氧氣，并對某種尼龍材料的組成元素進行分析探究。資料顯示該尼龍材料一定含C、H、N三種元素。
所選儀器按“A→B₁→E→B₂→D→堿石灰干燥管”的順序連接，（B₁、B₂為濃硫酸洗氣瓶），實驗前檢驗裝置氣密性。使該塑料試樣碎屑在純氧氣中充分燃燒，觀察現象，收集有關實驗數據（假設發生的化學反應都充分反應）。試回答下列問題
儀器A中所發生反應的化學方程式________________________________________。
儀器D中的明顯現象是__________________________________________________。
③儀器E中玻璃管中放入的尼龍試樣碎屑質量為3.5g，塑料試樣充分燃燒后，測得儀器B₂的質量增加3.6g，則該塑料試樣中H元素的質量分數為________。（結果保留一位小數）
④若裝置中沒有連接儀器B₁，這樣測算出的該塑料試樣中H元素的質量分數與實際值比較將_______(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一)。

Answer 1

⑴① ACBF    ② CaCO₃+2HCl   CaCl₂+H₂O+CO₂↑③倒入澄清的石灰水，若石灰水變渾濁，則收集到的氣體為二氧化碳
⑵① 2H₂O₂ ^MnO2 2H₂O+O₂↑  ②變渾濁 ③ 11.4% ④偏大

解析試題分析：（1）在氣體的制備中，先除雜再干燥，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，應該先選擇固液反應的A裝置作為發生裝置，再通碳酸氫鈉溶液除去氯化氫雜質，再通過濃硫酸吸水干燥，然后用向上排空氣法收集；石灰石與稀鹽酸反應生成的是二氧化碳、水和氯化鈣：CaCO₃+2HCl   CaCl₂+H₂O+CO₂↑；根據二氧化碳的性質：二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故二氧化碳的檢驗方法是：往集氣瓶中倒入少量的澄清的石灰水，若石灰水變渾濁，則收集到的氣體為二氧化碳；
（2）以過氧化氫溶液為原料（MnO₂為催化劑）制備氧氣，生成的是水和氧氣：2H₂O₂ ^MnO2 2H₂O+O₂↑；由于塑料燃燒會生成二氧化碳，故D中的澄清石灰水會變渾濁；儀器B₂的質量增加3.6g，即生成的水的質量為3.6g，依據質量守恒定律化學反應前后元素的質量不變可知氫元素的質量為：
3.6g×2／18 ×100%=0.4g，那么該塑料試樣中H元素的質量分數為0.4／3.5g ×100%=11.4%；若裝置中沒有連接儀器B₁，那么通入的氧氣中可能含有水蒸汽，導致測定的水的質量偏大，從而導致氫元素的質量分數偏大。
考點：常見氣體的制取、干燥、除雜、收集及反應原理的書寫、質量守恒定律