Question

實(shí)驗(yàn)室用下列儀器、裝置和藥品制備并凈化CO₂，然后用CO₂與Na₂O₂反應(yīng)制取O₂．

圖中A、B、C、D、E、F、G表示玻璃管接口，接口的彎曲和伸長(zhǎng)部分未畫出．請(qǐng)根據(jù)要求填寫下列空白．
（1）裝置②的作用是

 

．
（2）若所制取的氣體按從左向右流向時(shí)，上述各儀器、裝置的組裝順序是（填各儀器、裝置的序號(hào)）

 

接③接

 

接

 

接

 

．其中②與④裝置相連時(shí)，玻璃管接口應(yīng)是

 

接

 

．（填接口的字母）
（3）裝置④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

．
（4）請(qǐng)用集氣瓶、量筒、導(dǎo)管、雙孔塞，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定O₂體積的裝置，在方框中畫出你設(shè)計(jì)的裝置圖

 

．
（5）已知：所用石灰石的實(shí)際純度（CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為60%，且其中雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)．為使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，需Na₂O₂過量，則Na₂O₂的質(zhì)量范圍是

 

g；某同學(xué)在上述實(shí)驗(yàn)中測(cè)得產(chǎn)生的O₂共224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定，不考慮損失），則該同學(xué)測(cè)出的石灰石的純度（CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為

 

，石灰石的測(cè)定純度與實(shí)際純度之間產(chǎn)生誤差的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽洳�凈化CO₂，然后用CO₂與Na₂O₂反應(yīng)制取O₂，則由題給物質(zhì)可知，應(yīng)用鹽酸和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳，用飽和碳酸氫鈉除去二氧化碳?xì)怏w中混有的HCl氣體，然后應(yīng)濃硫酸干燥二氧化碳，得到純凈的二氧化碳再和過氧化鈉反應(yīng)，以此確定裝置的連接順序，結(jié)合題目要求和物質(zhì)的性質(zhì)解答該題．

解答： 解：（1）鹽酸和石灰石反應(yīng)生成的二氧化碳中混有水蒸氣，為得到干燥、純凈的二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)用濃硫酸進(jìn)行干燥，故答案為：干燥CO₂氣體；
（2）鹽酸和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳，用飽和碳酸氫鈉除去二氧化碳?xì)怏w中混有的HCl氣體，然后應(yīng)濃硫酸干燥二氧化碳，得到純凈的二氧化碳再和過氧化鈉反應(yīng)，則連接的順序?yàn)棰荨�③→④→②→①，其中②與④裝置相連時(shí)，玻璃管接口應(yīng)是E連接B，注意洗氣時(shí)氣體應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，
故答案為：⑤；④；②；①；E；B；
（3）④用于除去HCl，反應(yīng)的離子方程式為H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑，故答案為：H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（4）用集氣瓶、量筒、導(dǎo)管、雙孔塞，設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定O₂體積的裝置，可將氣體把集氣瓶中的水排入到量筒中測(cè)量體積，裝置圖為，
故答案為：；
（5）m（CaCO₃）=3g×60%=1.8g，則與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳物質(zhì)的量為n（CO₂）=n（CaCO₃）=

1.8g

100g/mol

=0.018mol，
與過氧化鈉反應(yīng)的方程式為2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，由方程式可知n（Na₂O₂）=0.018mol，則質(zhì)量應(yīng)大于0.018mol×78g/mol=1.404g，
如n（O₂）=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，方程式為2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，則由方程式可知需要n（Na₂O₂）=0.02mol，則需要n（CO₂）=0.02mol，
所以m（CaCO₃）=0.02mol×100g/mol=2g，
則該同學(xué)測(cè)出的石灰石的純度（CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為

2g

3g

×100%=66.67%，
測(cè)得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，可能原因是在除HCl時(shí)，NaHCO₃與HCl反應(yīng)生成了少量的CO₂，使CO₂的總體積增多，從而使石灰石的測(cè)定純度偏大，
故答案為：＞1.404；66.67%；在除HCl時(shí)，NaHCO₃與HCl反應(yīng)生成了少量的CO₂，使CO₂的總體積增多，從而使石灰石的測(cè)定純度偏大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的制備方案的設(shè)計(jì)以及物質(zhì)的含量的測(cè)定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高頻考點(diǎn)，注意把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和原理，把握實(shí)驗(yàn)操作的方法，結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，難度中等．