Question

【题目】工业上用木炭粉和水蒸气在高温条件下反应制取H2，同时生成CO2。某学习小组在实 验室中模拟H2的工业生产过程并测定其产率，实验装置如下所示。

（1）仪器a的名称为_______________。仪器b的作用为____________________________。

（2）实验步骤：连接好装置，检查装置的气密性；______________________（按顺序填入下列步骤的序号）。

①向装置A、B、C、D中分别加入相应试剂，打开活塞K，通入一段时间N2。

②加热装置B处硬质玻璃管。

③关闭活塞K，连接盛有适量水的量气管。

④点燃装置A处酒精灯。

⑤待装置B处木炭粉完全反应后，停止加热。

（3）装置B处硬质玻璃管中发生的所有反应的化学方程式为______________________。

（4）读取B气管读数时，应注意的事项为冷却至室温、___________、视线与凹液面最低点相切；若仰视读取初始读数，则导致所测气体的体积___________（填“偏大”或“偏小”）。

（5）实验后所域取的气体体积为V2 mL标准状况）；取装置C中液体，加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤，将滤液和洗涤液合并，以甲基橙为指示剂，用0.1000molL-1的盐酸标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液的体积为V3mL。

①达到滴定终点时的现象为____________________________________________。

②H2的产率为______________________（列出代数式即可）。

③还可通过___________，得出装置C中所吸收产物的物质的量。

（6）从安全角度考虑，该实验装置的缺陷为_________________________________。

Answer 1

【答案】酒精喷灯 平衡压强、检查装置是否存在堵塞 ①③②④⑤ C+H2O（g）CO+H2、C+2H2O（g）CO2+2H2 调整量气管至左右液面相平 偏大 当滴入最后一滴盐酸时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色 测定洗净后干燥的BaCO3的质量 缺少防倒吸装置

【解析】

模拟H2的工业生产过程，木炭和水蒸气反应，A装置提供水蒸气，到B中与木炭反应生成二氧化碳和氢气，C中NaOH溶液吸收CO2，D装置干燥，E排水量氢气，由于测产率。

（1）由装置图知仪器a的名称为酒精喷灯。玻璃导管b与内外气压相通，可平衡压强，并检查装置是否存在堵塞。答案为酒精喷灯平衡压强、检查装置是否存在堵塞；

（2）根据实验目的和实验原理，连接好装置，检查装置的气密性后，应进行的操作为向装置A、B、C、D中分别加入相应的试剂，打开活塞K，通入一段时间N2以排尽装置中的空气；再关闭活塞K，连接盛有适量水的量气管；点燃装置B处酒精喷灯预热木炭粉，以防止水蒸气进入硬质玻璃管后冷凝，使木炭粉潮湿不易与水蒸气反应；然后点燃装置A处酒精灯，提供水蒸气；待装置B处木炭粉完全反应后，停止加热，故正确的实验步骤为①③②④⑤。答案为①③②④⑤；

（3）装置B处硬质玻璃管中可能发生C与水蒸气在高温条件下生成CO、H2的反应和C与水蒸气在高温条件下生成CO2、H2的反应，其化学方程式分别为C+H2O（g）CO+H2、C+2H2O（g）CO2+2H2。

（4）读取量气管读数时，应注意的事项为冷却至室温、调整量气管至左右液面相平、平视读数。若仰视读取初始读数，则读数偏大，导致所测气体的体积偏大。答案为调整量气管至左右液面相平 偏大；

（5）①甲基橙的变色范围为3.14.4，故达到滴定终点时的现象为当滴入最后一滴盐酸时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。答案为当滴入最后一滴盐酸时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色；

②根据信息知，反应生成的n（CO2）=（V1×l0-3 L×0.1000molL-l-V3×10-3L×0.1000molL-1）/2=mol；mg木炭粉中所含n（C）=mol；由碳原子守恒知，所测混合气体中N（CO）=[]mol=mol；由化学方程式C+2H2O（g）CO2+2H2，计算得H2的理论产量为（×2）mol=mol，则H2的产率为；

③通过测定洗净后干燥的BaCO3的质量，可得出生成 的CO2的质量，进一步计算出H2的产率。答案为测定洗净后干燥的BaCO3的质量；

（）装置受热不均匀或装置内气体压强减小时，容易引起倒吸。答案为缺少防倒吸装置。