Question

【題目】學習化學離不開實驗：

一.根據下列裝置圖，回答問題：

（1）寫出下列儀器名稱：b_____。

（2）實驗室若用A裝置制取氧氣，反應的化學方程式為_______；若收集的氧氣用于驗證蠟燭燃燒產物的實驗，最好選用收集裝置為_____（從A～E中選）；

（3）實驗室制取二氧化碳時，用C裝置代替B裝置在操作方面的優點是______

（4）若要分離CO2和CO的混合氣體，可將氣體通過如圖2裝置（液體藥品均足量），操作步驟如下：

①關閉活塞___，打開活塞________（填a或b），通入混合氣體，可收集到____氣體。

②然后_________（填操作），又可收集到另一種氣體。

（5）已知：實驗室可以用加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物制取氨氣。氨氣的密度比空氣的小，有毒，極易溶于水，溶于水后形成氨水。某同學用如圖F裝置來收集氨氣，氣體從_____端進（選“c”或“d”）。為防止環境污染，另一端接如圖3所示的裝置（盛放的液體均為水），其中可用于吸收多余氨氣的裝置是_____。

二.某學習小組對過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產物成分進行研究。

查閱資料：①氮氣不與碳、氧化鐵發生反應②澄清石灰水是氫氧化鈣的水溶液③氫氧化鋇溶于水的能力遠大于氫氧化鈣④碳粉與氧化鐵反應后的固體產物只有鐵單質。

（1）提出假設

①該反應的氣體產物是CO2。 ②該反應的氣體產物是CO。 ③該反應的氣體產物是___________。

設計方案

如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應，測定參加反應的碳元素與氧元素的質量比。

（2）實驗步驟

①按上圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻，放入48.48g的硬質玻璃管中；

②加熱前，先通一段時間純凈干燥的氮氣；

③停止通入N2后，夾緊彈簧夾，加熱一段時間，澄清石灰水（足量）變渾濁；

④待反應結束，再緩緩通入一段時間的氮氣。冷卻至室溫，稱得硬質玻璃管和固體總質量為52.24g；

⑤過濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱得質量為2.00g。

（3）步驟②、④中都分別通入N2，其作用分別為_________和________

（4）數據處理

試根據實驗數據分析，寫出該實驗中氧化鐵與碳發生反應的化學方程式__________

（5）實驗優化

學習小組有同學認為應對實驗裝置進一步完善。

①甲同學認為：應將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液，其理由除了生成的沉淀大使得稱量時誤差小之外還有__________。

②從環境保護的角度，請你再提出一個優化方案將此實驗裝置進一步完善____________。

Answer 1

【答案】長頸漏斗 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ E 能使反應隨時進行或停止 b a 一氧化碳 關閉活塞a，打開活塞b d ②④ CO2、CO的混合物 排盡空氣，防止加熱時發生爆炸 將產生的二氧化碳全部排入石灰水中，確保其完全吸收 2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑ 氫氧化鋇溶于水的能力大，吸收二氧化碳的能力比石灰水大 在尾氣出口處加一點燃的酒精燈或增加一氣球收集

【解析】

一.（1）據圖可知儀器b是長頸漏斗；

（2）實驗室若用A裝置制取氧氣，試管口有一團棉花，應該是利用高錳酸鉀制取氧氣，反應的化學方程式為：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；若收集的氧氣用于驗證蠟燭燃燒產物的實驗，最好選用收集裝置為E，這是因為利用排空氣法收集的氧氣比較干燥，適合檢驗蠟燭燃燒生成的水；

（3）實驗室制取二氧化碳時，用C裝置代替B裝置在操作方面的優點是能使反應隨時進行或停止，原理是：關閉開關時，試管中的氣體增多，壓強增大，把液體壓入長頸漏斗，固體和液體分離，反應停止；打開開關時，氣體導出，試管中的氣體減少，壓強減小，液體和固體混合，反應進行；

（4）①關閉活塞b，打開活塞a，通入混合氣體時，二氧化碳被石灰水吸收，可收集到一氧化碳氣體；

②然后關閉活塞a，打開活塞b，稀鹽酸和碳酸鈣混合反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，又可收集到二氧化碳氣體；

（5）用如圖F裝置來收集氨氣，由于氨氣密度比空氣小，氣體從d端進；①中吸收氨氣速率較慢，氨氣產生速率過快時容易導致瓶塞飛出；②中吸收氨氣速率較快，并且能夠防止液體倒吸；③中容易導致液體倒吸；④中吸收氨氣速率較快，并且能夠防止液體倒吸，因此可用于吸收多余氨氣的裝置是②④；

二.（1）①該反應的氣體產物是CO2；②該反應的氣體產物是CO；③該反應的氣體產物是二氧化碳和一氧化碳；

（3）步驟②、④中都分別通入N2，其作用分別為：排盡裝置中的空氣；使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收；

（4）根據實驗數據分析可知，該實驗中氧化鐵與碳發生反應生成了鐵、一氧化碳和二氧化碳，反應的化學方程式是：2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑；

（5））①甲同學認為：應將澄清石灰水換成Ba（OH）2溶液，其理由是氫氧化鋇易溶于水，可以吸收更多的二氧化碳；

②尾氣擴散到空氣中會污染環境，可點燃或收集起來。