Question

6．某化學(xué)興趣小組在實驗室利用下列實驗裝罝及藥品，完成以下實驗任務(wù)：①制備純凈干燥的二氧化碳氣體②用一氧化碳氣體測定某不純氧化鐵樣品的純度．試根據(jù)題目耍求，回答下列問題：（設(shè)過程中所有發(fā)生的反應(yīng)都恰好完全進行，實驗中可能揮發(fā)少量的HCl氣體）．

（1）若要用石灰石和稀鹽酸為原料制備并收集純凈干燥的二氧化碳，小組設(shè)計的儀器的連接順序為A→D→E→F．
①儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②上述儀器連接的順序是否合理？請簡述理由：不合理，氣體再通過碳酸氫鈉溶液時仍然會帶走一定量的水蒸氣．
（2）欲用含二氧化碳的一氧化碳氣體，測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質(zhì)不反應(yīng)），并驗證反應(yīng)中氣體生成物的性質(zhì)，某同學(xué)所選儀器的連接順序為：混合體→B→C→G．
①裝置C中出現(xiàn)的現(xiàn)象是：石灰水變渾濁．
②若反應(yīng)前裝置B中樣品質(zhì)S為ag，反應(yīng)后裝罝B中固體質(zhì)量為bg，則樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{3（a-b）}{10a}$（用含a和b的代數(shù)式表示）．
③若用反應(yīng)后裝置C中增加的質(zhì)量來計算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果將偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不受影響”之一），請說明理由原混合氣體中的CO₂也進入C中，使質(zhì)量偏大．

Answer 1

分析 （1）實驗室中常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式；
要收集一瓶干燥、純凈的二氧化碳氣體，就要把雜質(zhì)氯化氫氣體和水蒸氣除去，氯化氫氣體用碳酸氫鈉溶液除去，水蒸氣用濃硫酸除去；
（2）根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈣的反應(yīng)分析實驗的現(xiàn)象；
根據(jù)B裝置減少的質(zhì)量就是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量可求出氧化鐵的質(zhì)量，再求出氧化鐵樣品中氧化鐵的純度．
實驗前沒有除去一氧化碳中混有的二氧化碳，導(dǎo)致裝置C增重的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致計算出來的氧化鐵質(zhì)量偏大．

解答 解：（1）①實驗室中常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，產(chǎn)生氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②要收集一瓶干燥、純凈的二氧化碳氣體，就要把雜質(zhì)氯化氫氣體和水蒸氣除去，要先除氯化氫氣體，氯化氫氣體與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，因此可以除去氯化氫氣體；再用濃硫酸進行干燥，最后收集；故填：不合理，氣體再通過碳酸氫鈉溶液時仍然會帶走一定量的水蒸氣；
（2）①二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，所以，儀器C中看到的現(xiàn)象是澄清的石灰水變渾濁．故填：石灰水變渾濁；
②裝置B減少的質(zhì)量即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，為（a-b）g；
因此Fe₂O₃的質(zhì)量為（a-b）g×$\frac{16×3}{56×2+16×3}×100%$=$\frac{3（a-b）g}{10}$
則樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{\frac{3（a-b）g}{10}}{ag}×100%$=$\frac{3（a-b）}{10a}$；故填：$\frac{3（a-b）}{10a}$；
10（a-b）/3a
③實驗前沒有除去一氧化碳中混有的二氧化碳，導(dǎo)致裝置C增重的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致計算出來的氧化鐵質(zhì)量偏大；故填：偏大；原混合氣體中的CO₂也進入C中，使質(zhì)量偏大．

點評 明確裝置的選取方法，了解制取二氧化碳的反應(yīng)原理，一氧化碳的性質(zhì)及其應(yīng)用；考查了學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用．應(yīng)全面地掌握二氧化碳的制取、一氧化碳還原氧化鐵的知識才能解答好本題．