Question

某化學(xué)興趣小組在實驗室利用下列實驗裝置及藥品，完成以下實驗任務(wù)：①制備純凈干燥的二氧化碳氣體②用一氧化碳氣體測定某不純氧化鐵樣品的純度．

試根據(jù)題目要求，回答下列問題：（設(shè)過程中所有發(fā)生的反應(yīng)都恰好完全進行，實驗中可能揮發(fā)少量的HCI氣體）．
（1）若要制備并收集純凈干燥的二氧化碳，儀器的連接順序為

ACDF

．
（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

（3）欲用混有少量二氧化碳的一氧化碳氣體，測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不反應(yīng)），并驗證反應(yīng)中氣體生成物的性質(zhì)．某同學(xué)所選儀器的連接順序為：混合氣體→B→E．
①若反應(yīng)前裝置B中樣品質(zhì)量為10g，反應(yīng)后裝置B中固體質(zhì)量為7.9g，則樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

70%

．
②若用反應(yīng)后裝置E中增加的質(zhì)量來計算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果將

偏大

（選填“偏大”、“偏小”、“不受影響”之一），請說明理由

一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質(zhì)量偏大，所以由此計算出的氧化鐵的質(zhì)量偏大，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏大

．
③從環(huán)境保護的角度考慮，針對該套實驗裝置不足提出的具體改進意見

在E裝置的短管處放一只點燃的酒精燈

．

Answer 1

分析：（1）實驗室中制備并收集干燥的二氧化碳氣體，首先根據(jù)所需的藥品來選擇反應(yīng)裝置；然后由二氧化碳的性質(zhì)來選取干燥劑；最后根據(jù)二氧化碳的物理性質(zhì)：比空氣重來選擇收集裝置及方法；
（2）裝置A中為碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)，則可書寫發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）①根據(jù)題目中的數(shù)據(jù)和化學(xué)方程式計算，再根據(jù)氧化鐵的純度=

氧化鐵質(zhì)量

樣品質(zhì)量

×100%解決；
②若用反應(yīng)后裝置E中增加的質(zhì)量來計算，考慮一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質(zhì)量偏大；
③根據(jù)一氧化碳有毒，所以從環(huán)境保護的角度考慮，提出具體改進意見．

解答：解：（1）實驗室中制備并收集干燥的二氧化碳氣體，要選用的藥品是稀鹽酸和石灰石、干燥二氧化碳的藥品是濃硫酸，因為二氧化碳比空氣重，所以選用向上排空氣法來收集氣體；因而需要用到的裝置是發(fā)生裝置A、吸收氯化氫氣體用C，干燥二氧化碳氣體裝置D；收集裝置F；在連接順序上應(yīng)該是制取氣體、除雜質(zhì)、干燥氣體、收集氣體；
（2）裝置A中為碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)，則其化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為X．
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．  固體質(zhì)量變化
160          112            48
 X                      10g-7.1g=2.1g
 

160

48

=

x

2.1g

，解得X=7g．
氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7g

10g

×100%=70%．
②若用反應(yīng)后裝置E中增加的質(zhì)量來計算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果將 偏大，理由 一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質(zhì)量偏大，所以由此計算出的氧化鐵的質(zhì)量偏大，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏大．
③從環(huán)境保護的角度考慮，針對該套實驗裝置不足提出的具體改進意見為 在E裝置的短管處放一只點燃的酒精燈．
故答案為：（1）ACDF；    （2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①70%  ②偏大   一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質(zhì)量偏大，所以由此計算出的氧化鐵的質(zhì)量偏大，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)也偏大．（或根據(jù)裝置E吸收空氣中的二氧化碳回答）；③在E裝置的短管處放一只點燃的酒精燈或系一個氣球收集尾氣

點評：本題綜合考查了實驗室制取二氧化碳的裝置的選取與連接順序，一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)以及化學(xué)方程式的書寫．