Question

【題目】如圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和進行實驗探究的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復選擇儀器），某化學小組的同學欲利用其進行下列各實驗。

（1）以過氧化氫溶液為原料（二氧化錳作催化劑），在實驗室中制取并收集干燥的氧氣，按照要求設計實驗裝置，連接儀器，并檢查裝置的氣密性。

①所選裝置的連接順序為_____（從左到右填寫裝置序號字母）；

②制取氧氣所發生反應的化學方程式為_____；

③下列關于氧氣制取和性質的敘述中，不正確的是_____（填“A”“B”“C”或“D”之一）。

A 實驗室制氧氣時，應先加入藥品，再檢查裝置的氣密性

B 在此反應前后，二氧化錳的質量和化學性質都不發生改變

C 鐵絲在純氧中劇烈燃燒時，火星四射，生成黑色固體

D 氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體

（2）用干燥純凈的氧氣對纖維素的組成進行分析探究實驗（資料顯示纖維素只含C、H、O三種元素）．所選裝置按“氣體→D→A→C→堿石灰干燥管”的順序連接（實驗前檢查裝置的氣密性，假設所發生的化學反應都完全充分進行）．裝置D的玻璃管中放入纖維素試樣的質量為wg，充分反應后，測得裝置A的質量增加ag，裝置C的質量增加bg，則纖維素中碳元素的質量分數為_____（計算結果用含字母的代數式表示）。

若實驗中使用的氧氣未干燥，這樣測算出的纖維素中的碳元素與氫元素的質量比與實驗值比較將_____（填“偏大”“偏小”“基本一致”或“無法確定”之一）。

（3）用一氧化碳氣體（含有少量二氧化碳和水蒸氣）測定某鐵的氧化物（FexOy）試樣的元素組成比例，所選裝置按“混合氣體→A1→D→C→A2”的順序連接（A1、A2為濃硫酸洗氣瓶，實驗前檢驗裝置氣密性，假設所發生的化學反應都充分反應）．進行實驗并記錄實驗數據，如表所示：

裝置編號	A1中濃硫酸	D中玻璃管內固體	C中溶液
反應前質量	150g	14.4g	200g
反應后質量	152.7g	11.2g	213.2g

①請選擇合理數據計算FexOy中x：y=_____（填寫最簡整數比）；

②從環保角度考慮，該實驗方案設計還存在不完善之處，你的具體改進方案是_____。

Answer 1

【答案】BAF 2H2O22H2O+O2↑ A 偏小 1：1 A2裝置后連接尾氣處理裝置

【解析】

（1）①實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣可選擇裝置B作發生裝置，用濃硫酸作干燥劑，選用裝置A作干燥裝置，氧氣的密度比空氣大，用向上排空氣法，選擇裝置F作收集裝置，故所選裝置的連接順序為BAF。

②用過氧化氫制取氧氣時，二氧化錳為催化劑，反應的化學方程式為2H2O22H2O+O2↑。

③A、實驗室制氧氣時，應先檢査裝置的氣密性，再加入藥品，故A錯誤；

B、在此反應前后，催化劑的質量和化學性質都不發生改變，二氧化錳是該反應的催化劑，故B正確；

C、鐵絲在純氧中劇烈燃燒時，火星四射，生成黑色固體，故C正確；

D、氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，故D正確；故選A。

（2）裝置C增加的質量為生成二氧化碳的質量，根據質量守恒定律，可得二氧化碳中碳元素的質量，就是纖維素中碳元素的質量，所以wg纖維素中碳元素的質量為，所以wg纖維素中碳元素的質量分數為。若實驗中氣體未干燥，則測得水的質量偏大，所得纖維素中氫元素的質量偏大，所以測算出的纖維素中的碳元素與氫元素的質量比與實際值比較將偏小。

（3）①一氧化碳還原鐵的氧化物，玻璃管內減少的質量即為化合物中氧元素的質量，剩余固體的質量為金屬鐵的質量，根據D中玻璃管的數據可知，化合物中鐵元素的質量為11.2g，氧元素的質量為14.4g﹣11.2g=3.2g，所以利用FexOy中鐵元素與氧元素的質量比列出式子為：，解得x：y =1：1。而C中溶液增加的質量除了反應生成二氧化碳的質量，還包含原一氧化碳氣體中二氧化碳的質量，數據不準，不能用來計算x與y的比值。

②反應物為一氧化碳，一氧化碳有毒，所以要在A2裝置后加尾氣處理裝置。