Question

下图所示为实验室常见的气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器。某学校两个化学实验探究小组的同学欲用下列装置完成各自的探究实验。

（1）第一小组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验、连接仪器，并检验装置的气密性。

①所选仪器的连接顺序为_____（填写仪器序号字母）。

②制取二氧化碳所发生反应的化学方程式为_____。

③制取二氧化碳后的废液中，常含有少量的盐酸，欲除净氯化钙溶液中含有的少量盐酸，在没有指示剂的条件下，最好加入下列试剂中的_____（填写字母编号）。

A 生石灰        B 石灰水        C 石灰石粉末        D 纯碱

（2）第二小组的同学欲用纯净的一氧化碳气体测定某不纯铁样品（杂质为氧化铁）的组成，所选装置按“一氧化碳气体→E→D→碱石灰干燥管”的顺序连接（实验前检查装置的气密性，假设能发生的化学反应都充分反应）

①装置D中观察到的现象是_____。

②装置E中发生反应的化学方程式为_____。

③若装置E中玻璃管内放入铁样品的质量为ag，反应后，测得装置D的质量增加bg，该样品中铁元素与氧元素的质量比为_____（计算结果用含字母a、b的代数式表示）。

④从环保角度考虑，该实验方案设计存在不完善之处是_____。

Answer

A→C→B→F C 石灰水变浑浊 （11a–4b）∶4b 未经尾气处理就直接排放

【解析】

（1）根据反应物的状态、反应发生需要的条件、气体的密度和水溶性以及特殊要求选择并组装装置；根据反应物、生成物书写化学方程式；根据碳酸钙和盐酸反应不溶于水进行分析；

（2）根据二氧化碳、氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙进行分析；根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式；根据一氧化碳有毒进行分析。

（1）①所选仪器的连接顺序为：通过A可以制取二氧化碳（实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应属于固液不加热反应，发生装置可选A），再通过C可以吸收氯化氢气体（盐酸具有挥发性，二氧化碳中可能混有氯化氢气体，碳酸氢钠能与HCl反应生成氯化钠、二氧化碳和水，可除去氯化氢），再通过B可以干燥二氧化碳（浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应），再通过F可以收集二氧化碳（二氧化碳溶于水，且密度比空气大，可用向上排空气法收集）；故填：A→C→B→F；

②大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙，反应的化学方程式是：

；故填：；

③A．CaO能与盐酸反应生成氯化钙和水，但氧化钙过量，能与水反应生成氢氧化钙，引入新的杂质氢氧化钙，故A错误；
B．石灰水能与盐酸反应生成氯化钙和水，若不用指示剂，不好判断反应是否恰好进行，容易引入新的杂质氢氧化钙，故B错误；
C．盐酸能与过量的石灰石粉末反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的难溶于水石灰石，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故C正确；
D．氯化钙溶液和盐酸均能与纯碱反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故D错误；

故选C；

（2）①一氧化碳还原铁的氧化物后生成了二氧化碳，能使澄清的石灰水变浑浊，装置D中观察到的现象为：石灰水变浑浊；故填：石灰水变浑浊；
②一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；故填：；

③装置Ｅ中固体的质量为ag，这就是氧化铁样片的质量，装置Ｄ中的质量增加bg，这是生成二氧化碳的质量，二氧化碳中氧元素的质量的一半即为反应前混合物中氧元素的质量，为：bg××100%＝ g；则反应前原固体混合物中铁元素和氧元素的质量比是：（ag－g）：g＝（11a－４b）：4b；故填：（11a－4b）：4b；

④一氧化碳有毒不能直接排放到空气中，防止污染空气，应该在装置末端加一个点燃的酒精灯；故填：未经尾气处理就直接排放。