(2018·金华)某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成,某兴趣小组对此进行了相关实验。
查阅资料 ①SO2能使品红溶液褪色;②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
实验研究 为验证这三种气体,同学们设计并进行如下实验:
事实与结论 通过实验验证了以上三种气体都存在。
(1)装置A的作用是 。
(2)能证明气体中含有CO2的现象是
。
反思与评价
(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,则无法验证的气体是 。
(4)有同学提出上述原装置中省略装置D也能达到实验目的,你认为该同学的设计有无道理并说明理由:_____
_____________________________________________________________________________________。
(1)检验并吸收二氧化硫,排除对二氧化碳的验证产生干扰
(2)B中品红溶液不褪色,C中溶液变浑浊
(3)CO2、SO2
(4)有道理,CO2气体对CO气体的验证没有干扰
解析: (1)SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色,还能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊,装置A的作用是检验并吸收二氧化硫,排除对二氧化碳的验证产生干扰。(2)证明含有CO2的现象是B中品红溶液不褪色,C中溶液变浑浊。(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,因为二氧化硫也能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊,因此二氧化碳和二氧化硫都无法验证。(4)CO2气体对CO气体的验证没有干扰,故原装置中可以省略装置D。
实验室常用甲酸(H2CO2)和浓硫酸混合加热制备一氧化碳,反应的化学方程式为H2CO2H2O+CO↑,再用一氧化碳还原氧化铜,反应方程式为CO+CuO
Cu+CO2,实验装置如图所示。请回答:
(1)装置G中①仪器的名称是 ,装置B的作用是 。
(2)装置E是用来检验装置D吸收二氧化碳是否完全,该装置 (填“能”或“不能”)达到目的;写出D中的化学方程式: 。
(3)为避免一氧化碳污染空气,回收利用一氧化碳,方框中应连接装置F和G,导管接口的顺序为a→ → _________→e。
(4)反应过程中,装置C的烧瓶内氧化铜粉末处于“沸腾”状态(一氧化碳气流冲击所致),这样有利于 ,烧瓶内固体物质的颜色变化: 。
(5)请你设计一个探究氧化铜是否反应完全的实验:_________________________ __________。
(1)烧杯 除去一氧化碳中的水蒸气
(2)不能 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
(3)d b
(4)增大一氧化碳与氧化铜的接触面积 黑色变为红色
(5)取少量反应后的固体样品于试管中,加入适量的稀硫酸(加热),振荡,观察溶液颜色
解析: (1)装置G中①仪器的名称是烧杯;浓硫酸具有吸水性,因此,装置B中的浓硫酸可以除去生成的一氧化碳气体中的水蒸气。(2)该装置不能达到实验目的,因为通入二氧化碳气体的导管没有插入澄清石灰水中,二氧化碳没有与澄清石灰水充分接触,反应不能发生;D中是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。(3)回收的一氧化碳应储存在装置F中,进入装置F中的一氧化碳气体将水排入装置G中,因此,导管接口的顺序为:a接d,b接e。(4)“沸腾”的氧化铜粉末与一氧化碳的接触面积增大,使反应进行得更快、更完全;黑色的氧化铜粉末被一氧化碳还原成红色的金属铜,所以,烧瓶内固体物质的颜色变化是黑色变为红色。(5)铜与稀硫酸不反应,氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,因此,要证明氧化铜是否完全反应的实验方案是取少量反应后的固体样品于试管中,加入适量的稀硫酸并加热,振荡试管,如观察到固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色,证明氧化铜未完全反应,如无现象,证明氧化铜已完全反应。
图是实验室制取气体的部分装置,请回答下列问题。
(1)写出仪器a的名称: 。
(2)氢气是最理想的燃料。通常状况下,氢气密度比空气小,难溶于水。欣悦同学用锌粒与盐酸反应制取氢气,选择的装置组合是 (填序号),该发生装置的优点是 。若用F装置排空气法收集氢气,气体应从 (填“b”或“c”)端进入。
提出问题
①导出的气体除H2外,还有哪些气体?
②氢气除具有可燃性外,还具有什么化学性质?
设计实验方案 欣悦同学按图装置进行实验(假设每个装置中气体都完全反应或被吸收)。
实验现象和结论
实验现象 | 实验结论 |
甲装置中的白色固体变成蓝色 | 气体中有H2O |
乙装置中产生___________________ | 气体中有HCl |
丁装置中玻璃管内红色粉末变成黑色,戊装置中白色固体变成蓝色 | H2能与Fe2O3反应,丁装置中玻璃管内反应的化学方程式为________
|
交流总结 ①根据丁装置中实验现象,说明氢气具有 性。
②丁装置加热前通入H2的目的是 。
(1)集气瓶
(2)BC(或BD)
可随时控制反应的发生和停止 c
实验现象和结论 白色沉淀
3H2+Fe2O32Fe+3H2O
交流总结 ①还原
②排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸事故
解析: (2)锌粒与盐酸反应是固体和液体反应,应选用固液常温型装置,因为氢气的密度比空气小且难溶于水,所以选择BC或BD,该发生装置可以随时控制反应的发生和停止;若用F装置收集氢气,氢气的密度小于空气,所以气体应从c端进入。
实验现象和结论 若气体中含有HCl,HCl气体溶于水为盐酸,盐酸能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀;丁装置中氢气和氧化铁反应的化学方程式为Fe2O3+3H22Fe+3H2O。
交流总结 氢气具有还原性,可以将氧化铁还原成铁;氢气与空气混合达到一定浓度,受热易发生爆炸,所以实验中,要先通一会儿氢气,排净装置中的空气,防止加热时发生爆炸。
(2019·河南) 已知:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O
4NaOH+O2↑。为了证明过氧化钠(Na2O2)固体可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行探究活动(铁架台等已略去)。
(1)A装置中所发生反应的化学方程式为 。
(2)请将如图方框中A装置的长颈漏斗和玻璃导管补画完整。
(3)D装置的作用是 ;
E装置中可能发生的有关反应的化学方程式为 。
(4)为了达到实验的目的,以上装置导管接口正确的连接顺序为a接 、 接 、 接 、 接b。
(5)氧气可采用B装置收集并用带火星的木条检验,这是利用了氧气的哪些性质? 。
(6)实验结束后,取C装置中固体溶于水,无气泡产生。请设计实验,检验C装置中固体的成分(简要写出实验步骤、现象和结论)。
。
(7)某潜水艇上有100人,如果每人每分钟消耗氧气为0.001 kg,假如所需要的氧气全部由Na2O2与CO2反应来提供,则该潜水艇一天所需要Na2O2的质量是多少?
(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)
(3)吸收A装置中挥发出的HCl
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(4)e f c d h g
(5)氧气不易溶于水,能助燃
(6)取少量C装置中固体溶于水,加足量CaCl2溶液,有白色沉淀生成;静置,向上层清液中滴加酚酞溶液。若溶液变红,固体成分为Na2CO3、NaOH;若溶液未变红,固体成分为Na2CO3
(7)解:100人一天消耗氧气的质量为0.001 kg×60×24×100=144 kg。
设该潜水艇一天所需要Na2O2的质量是x。
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
156 32
x 144 kg
x=702 kg
答:该潜水艇一天所需要Na2O2的质量是702 kg。
解析: (1)A装置中盐酸和碳酸钙反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。(5)氧气可采用B装置收集并用带火星的木条检验,这是利用了氧气不易溶于水,能助燃的性质。(6)实验结束后,取C装置中固体溶于水,无气泡产生,说明固体中没有过氧化钠。再取少量C装置中固体溶于水,加足量CaCl2溶液,有白色沉淀生成;静置,向上层清液中滴加酚酞溶液。若溶液变红,固体成分为Na2CO3、NaOH;若溶液未变红,固体成分为Na2CO3。
(2019·安顺)图是实验室制取气体的常用装置。
(1)仪器甲的名称是 。
(2)若选A装置作为实验室制取氧气的发生装置,反应的化学方程式为______________________________;实验室可用B或C装置制取二氧化碳,选用C装置相对于B装置的优点是 。
(3)实验室要制取纯净干燥的二氧化碳气体,装置接口连接顺序为:a→ → → → → (填接口对应的字母),F装置的作用是 。
(1)长颈漏斗
(2)2KClO32KCl+3O2↑ 可以控制反应的发生和停止,节约药品
(3)e d f g b 除掉混合气体中的氯化氢气体
解析: (1)仪器甲的名称为长颈漏斗。(2)A装置为固体加热型,试管内没有棉花,可用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑;C装置中有多孔隔板,利用压强原理,通过开关止水夹可以控制反应的发生和停止,节约药品。(3)实验室利用大理石和稀盐酸制取纯净干燥的二氧化碳气体,首先要用装置F除去混有的氯化氢气体,其次用装置G除去水蒸气,最后用D装置(向上排空气法)进行收集。洗气装置本着“长进短出”的原则,所以装置接口连接顺序为e→d→f→g→b;F装置的作用是除掉混合气体中的氯化氢气体。
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