Question

某化學興趣小組在實驗室利用下列實驗裝置及藥品，完成以下實驗任務：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．

試根據題目要求，回答下列問題：（設過程中所有發生的反應都恰好完全進行，實驗中可能揮發少量的HCI氣體）．
（1）若要制備并收集純凈干燥的二氧化碳，儀器的連接順序為

ACDF

．
（2）裝置A中發生反應的化學方程式為

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

（3）欲用混有少量二氧化碳的一氧化碳氣體，測定某不純氧化鐵樣品的純度（雜質不反應），并驗證反應中氣體生成物的性質．某同學所選儀器的連接順序為：混合氣體→B→E．
①若反應前裝置B中樣品質量為10g，反應后裝置B中固體質量為7.9g，則樣品中氧化鐵的質量分數為

70%

．
②若用反應后裝置E中增加的質量來計算樣品中氧化鐵的質量分數，結果將

偏大

（選填“偏大”、“偏小”、“不受影響”之一），請說明理由

一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質量偏大，所以由此計算出的氧化鐵的質量偏大，其質量分數也偏大

．
③從環境保護的角度考慮，針對該套實驗裝置不足提出的具體改進意見

在E裝置的短管處放一只點燃的酒精燈

．

Answer 1

分析：（1）實驗室中制備并收集干燥的二氧化碳氣體，首先根據所需的藥品來選擇反應裝置；然后由二氧化碳的性質來選取干燥劑；最后根據二氧化碳的物理性質：比空氣重來選擇收集裝置及方法；
（2）裝置A中為碳酸鈣與稀鹽酸反應，則可書寫發生反應的化學方程式；
（3）①根據題目中的數據和化學方程式計算，再根據氧化鐵的純度=

氧化鐵質量

樣品質量

×100%解決；
②若用反應后裝置E中增加的質量來計算，考慮一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質量偏大；
③根據一氧化碳有毒，所以從環境保護的角度考慮，提出具體改進意見．

解答：解：（1）實驗室中制備并收集干燥的二氧化碳氣體，要選用的藥品是稀鹽酸和石灰石、干燥二氧化碳的藥品是濃硫酸，因為二氧化碳比空氣重，所以選用向上排空氣法來收集氣體；因而需要用到的裝置是發生裝置A、吸收氯化氫氣體用C，干燥二氧化碳氣體裝置D；收集裝置F；在連接順序上應該是制取氣體、除雜質、干燥氣體、收集氣體；
（2）裝置A中為碳酸鈣與稀鹽酸反應，則其化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①設氧化鐵的質量為X．
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．  固體質量變化
160          112            48
 X                      10g-7.1g=2.1g
 

160

48

=

x

2.1g

，解得X=7g．
氧化鐵的質量分數為：

7g

10g

×100%=70%．
②若用反應后裝置E中增加的質量來計算樣品中氧化鐵的質量分數，結果將 偏大，理由 一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質量偏大，所以由此計算出的氧化鐵的質量偏大，其質量分數也偏大．
③從環境保護的角度考慮，針對該套實驗裝置不足提出的具體改進意見為 在E裝置的短管處放一只點燃的酒精燈．
故答案為：（1）ACDF；    （2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）①70%  ②偏大   一氧化碳中混有的二氧化碳沒有除去，會使裝置E吸收的二氧化碳質量偏大，所以由此計算出的氧化鐵的質量偏大，其質量分數也偏大．（或根據裝置E吸收空氣中的二氧化碳回答）；③在E裝置的短管處放一只點燃的酒精燈或系一個氣球收集尾氣

點評：本題綜合考查了實驗室制取二氧化碳的裝置的選取與連接順序，一氧化碳還原氧化鐵的化學反應以及化學方程式的書寫．