Question

（7分）如下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器）。某学校
两个化学实验探究活动小组的同学欲用它昂们完成各自的探究实验。

（1）第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为________→_______→________→________（填写仪器序号字母）。
②写出实验室制取二氧化碳的反应方程式_____________________________________。
③检验集气瓶中气体是否为二氧化碳的具体方法________________________________
_________________________________________________________________________。
（2）第二组的同学以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）制备氧气，并对某种尼龙材料的组成元素进行分析探究。资料显示该尼龙材料一定含C、H、N三种元素。
所选仪器按“A→B₁→E→B₂→D→碱石灰干燥管”的顺序连接，（B₁、B₂为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性。使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应）。试回答下列问题
仪器A中所发生反应的化学方程式________________________________________。
仪器D中的明显现象是__________________________________________________。
③仪器E中玻璃管中放入的尼龙试样碎屑质量为3.5g，塑料试样充分燃烧后，测得仪器B₂的质量增加3.6g，则该塑料试样中H元素的质量分数为________。（结果保留一位小数）
④若装置中没有连接仪器B₁，这样测算出的该塑料试样中H元素的质量分数与实际值比较将_______(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，若石灰水变浑浊，则收集到的气体为二氧化碳
⑵① 2H₂O₂ ^MnO2 2H₂O+O₂↑  ②变浑浊 ③ 11.4% ④偏大

试题分析：（1）在气体的制备中，先除杂再干燥，以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳，应该先选择固液反应的A装置作为发生装置，再通碳酸氢钠溶液除去氯化氢杂质，再通过浓硫酸吸水干燥，然后用向上排空气法收集；石灰石与稀盐酸反应生成的是二氧化碳、水和氯化钙：CaCO₃+2HCl   CaCl₂+H₂O+CO₂↑；根据二氧化碳的性质：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故二氧化碳的检验方法是：往集气瓶中倒入少量的澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，则收集到的气体为二氧化碳；
（2）以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）制备氧气，生成的是水和氧气：2H₂O₂ ^MnO2 2H₂O+O₂↑；由于塑料燃烧会生成二氧化碳，故D中的澄清石灰水会变浑浊；仪器B₂的质量增加3.6g，即生成的水的质量为3.6g，依据质量守恒定律化学反应前后元素的质量不变可知氢元素的质量为：
3.6g×2／18 ×100%=0.4g，那么该塑料试样中H元素的质量分数为0.4／3.5g ×100%=11.4%；若装置中没有连接仪器B₁，那么通入的氧气中可能含有水蒸汽，导致测定的水的质量偏大，从而导致氢元素的质量分数偏大。