Question

16．Ⅰ．将1.76gHIO₃固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，测得其热重分析曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示：

（1）110℃和200℃均为样品的脱水过程，试确定200℃时是否脱水完全：是（填“是”或“否”），判断的理由是2HIO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$I₂O₅+H₂O
2×176 18
1.76g x
x=0.09g
图象可知200°C时固体质量减少1.76g-1.67g=0.09g，说明此时已全部失水（要求写出计算过程）．
（2）300℃发生反应的化学方程式为2I₂O₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2I₂↑+5O₂↑．
Ⅱ．I₂O₅为白色固体，易吸水，与CO反应的化学方程式为I₂O₅+5CO=I₂+5CO₂，某化学课外话动小组设计实验用I₂O₅测定空气中CO的含量．可供选择的实验装置如图：

实验步骤如下：
①连接装置，检查气密性，装入药品；
②通入含CO的空气一段时间，观察现象；
③停止通入空气．测定C内沉淀质量．
回答下列问题：
（3）装置正确的连接顺序为cdabghfe（用导管接口字母表示）．
（4）B中NaOH溶液的作用为吸收通入空气中的二氧化碳气体．
（5）D中的现象为D中固体部分变为紫黑色．
（6）实验中通入空气的速率为V₀mL/min，测得在0-tmin内C装置中生成沉淀质量为mg，假设I₂O₅足量且与CO充分反应，此条件下的气体摩尔体积为VmL/mol，计算空气中CO的体积分数为$\frac{1000m{V}_{m}}{197{V}_{0}t}$×100%．某同学认为上述方法存在误差，他的理由可能为生成的二氧化碳没有完全被氢氧化钡溶液吸收．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）依据1.76gHIO₃全部失水时剩余固体质量，结合图象中固体变化和温度变化分析判断；
（2）200°C-300°C是I₂O₅分解后无固体剩余，则分解产物为I₂和O₂；
Ⅱ．（3）I₂O₅为白色固体，易吸水，与CO反应的化学方程式为I₂O₅+5CO=I₂+5CO₂，用I₂O₅测定空气中CO的含量，需要依据此反应生成产物出现的现象和质量变化，计算一氧化碳的含量，所以空气先通过装置B中氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳，防止干扰测定含量，I₂O₅为白色固体，易吸水，所以再通过装置A中的浓硫酸干燥气体，通入装置D和）I₂O₅反应，生成的二氧化碳可以利用装置C吸收气体二氧化碳前后的质量变化计算；
（4）装置B中氢氧化钠是除去空气中的二氧化碳；
（5）分析可知，装置D中发生反应I₂O₅+5CO=I₂+5CO₂，生成紫黑色固体碘单质；
（6）测得在0-tmin内C装置中生成沉淀质量为mg为BaCO₃，是一氧化碳和I₂O₅反应生成的二氧化碳，物质的量n（BaCO₃）=n（CO₂）=n（CO）=$\frac{mg}{197g/mol}$=$\frac{m}{197}$mol，空气的体积为V₀mL/min×tmin=V₀tml=V₀t×10^-3L，n（空气）=$\frac{{V}_{0}t×1{0}^{-3}L}{{V}_{m}L/mol}$=$\frac{{V}_{0}t×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}$mol，计算得到空气中CO的体积分数，某同学认为上述方法存在误差的原因可能是生成的二氧化碳未被氢氧化钡溶液全部吸收；

解答 解：Ⅰ．（1）2HIO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$I₂O₅+H₂O
        2×176        18
        1.76g          x
x=0.09g
图象可知200°C时固体质量减少1.76g-1.67g=0.09g，说明此时已全部失水，
故答案为：是；2HIO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$I₂O₅+H₂O
             2×176        18
              1.76g        x
x=0.09g
图象可知200°C时固体质量减少1.76g-1.67g=0.09g，说明此时已全部失水；
（2）图象分析可知，依据（1）减少可知200°C-300°C是I₂O₅分解后无固体剩余，则分解产物为I₂和O₂，反应的化学方程式为：2I₂O₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2I₂↑+5O₂↑，
故答案为：2I₂O₅$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2I₂↑+5O₂↑；
Ⅱ．（3）I₂O₅为白色固体，易吸水，与CO反应的化学方程式为I₂O₅+5CO=I₂+5CO₂，用I₂O₅测定空气中CO的含量，需要依据此反应生成产物出现的现象和质量变化，计算一氧化碳的含量，所以空气先通过装置B中氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳，防止干扰测定含量，I₂O₅为白色固体，易吸水，所以再通过装置A中的浓硫酸干燥气体，通入装置D和）I₂O₅反应，生成的二氧化碳可以利用装置C吸收气体二氧化碳前后的质量变化计算，依据步骤可知装置连接顺序为：cdabghfe，
故答案为：cdabghfe；
（4）装置B中氢氧化钠是除去空气中的二氧化碳，
故答案为：吸收通入空气中的二氧化碳气体；
（5）分析可知，装置D中发生反应I₂O₅+5CO=I₂+5CO₂，生成紫黑色固体碘单质，
故答案为：D中固体部分变为紫黑色；
（6）测得在0-tmin内C装置中生成沉淀质量为mg为BaCO₃，是一氧化碳和I₂O₅反应生成的二氧化碳，物质的量n（BaCO₃）=n（CO₂）=n（CO）=$\frac{mg}{197g/mol}$=$\frac{m}{197}$mol，空气的体积为V₀mL/min×tmin=V₀tml=V₀t×10^-3L，n（空气）=$\frac{{V}_{0}t×1{0}^{-3}L}{{V}_{m}L/mol}$=$\frac{{V}_{0}t×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}$mol，
空气中CO的体积分数=$\frac{\frac{m}{197}mol}{\frac{{V}_{0}t×1{0}^{-3}}{{V}_{m}}mol}$×100%=$\frac{1000m{V}_{m}}{197{V}_{0}t}$×100%，某同学认为上述方法存在误差的原因可能是生成的二氧化碳未被氢氧化钡溶液全部吸收，
故答案为：$\frac{1000m{V}_{m}}{197{V}_{0}t}$×100%；反应生成的二氧化碳没有完全被氢氧化钡溶液吸收；

点评 本题考查了物质组成的实验探究方法和构成分析判断，主要是物质性质、实验装置连接和装置中试剂作用的分析应用，题目难度中等．