Question

現有如圖甲下列儀器或裝置，請回答下列問題：
（1）儀器①的名稱是

 

；
（2）請用如圖儀器按以下要求組裝成制氣裝置，并寫出產生氣體的反應化學方程式：
①用高錳酸鉀加熱制O₂應選

 

（填字母），

 

；
②實驗室制取CO₂應選

 

（填字母），

 

；
③用廢鐵屑與稀鹽酸反應制取H₂，應選

 

（填字母），

 

；
（3）若用F裝置進行CO還原Fe₂O₃的實驗，b處的現象為

 

；要檢驗反應后的氣體中含有CO₂，儀器②中應裝的試劑名稱為

 

．該裝置的不足之處是

 

；王佳同學認為“該實驗雖然完畢為了防止液體倒吸，但也沒有必要將試管和玻璃管先分離開”，請你說出他這一觀點的理由

 

．
（4）若用如圖乙裝置進行“排空氣法”收集制取的H₂，請把圖中的“導氣管”補畫完整．
（5）我國鐵礦石資源比較豐富，2000年鋼鐵年總產量就已達到1.27億噸，成為世界鋼鐵大國．某鋼鐵廠日產含3%雜質的生鐵2240t，則需要含Fe₂O₃ 80%的赤鐵礦多少噸？

Answer 1

分析：（1）據常用儀器回答；
（2）據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置，據反應原理書寫方程式；
（3）一氧化碳具有還原性，可與紅色的氧化鐵反應生成黑色的鐵粉和二氧化碳，檢驗二氧化碳用澄清石灰水；一氧化碳有毒，所以要據其性質進行尾氣處理；并根據一氧化碳還原氧化鐵的實驗步驟分析解答；
（4）氫氣的密度比空氣小，所以應從短管進氣，將空氣擠壓到集氣瓶底部排出；
（5）純物質的質量=不純物質的質量×純物質的質量分數，據此可知生鐵中鐵的質量，然后結合方程式計算出需要赤鐵礦石的質量．

解答：解：（1）編號儀器是鐵架臺；
（2）①用高錳酸鉀加熱制O₂需要加熱，屬于固體加熱型，故選發生裝置D，并需要用到帶導管的單孔塞B，加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應方程式是：2KMnO₄ 

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
②實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應，不需要加熱，故選發生裝置E，同時需要添加液體的長頸漏斗，該反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
③用廢鐵屑與稀鹽酸反應制取H₂，不需加熱，故選發生裝置E，同時需要添加液體的長頸漏斗，該反應生成氯化亞鐵和氫氣，方程式是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）一氧化碳具有還原性，可與紅色的氧化鐵反應生成黑色的鐵粉和二氧化碳，要檢驗反應后的氣體中含有CO₂，儀器②中應裝澄清石灰水，觀察石灰水是否變渾濁；該實驗的步驟為‘先通一氧化碳排盡試管內空氣，然后點燃酒精燈加熱，待紅色粉末變黑停止加熱，繼續通一氧化碳至試管冷卻，防止生成的鐵重新被氧化’，由實驗步驟可知：有部分一氧化碳未參加反應排出，由于一氧化碳有毒，為了防止其污染大氣，可據其可燃性進行尾氣處理，而圖示中未進行處理，這是該裝置的不足之處；由步驟可知：停止加熱后還要繼續通CO至玻璃管冷卻為止，所以即使不將試管和玻璃分離開，試管內液體也不會倒流；
（4）氫氣的密度比空氣小，所以應從短管進氣，將空氣擠壓到集氣瓶底部排出，圖如下；
（5）設需要含Fe₂O₃ 80%的赤鐵礦質量為x，
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
160            112
x×80%         2240 t×（1-3%）

160

112

=

x×80%

2240t×(1-3%)

x=

2240t×(1-3%)

112×80%

=3880t
故答案為：（1）鐵架臺；
（2）①BD；2KMnO₄ 

△   .

 K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
     ②C E；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
     ③C E；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（3）固體粉末由紅色變為黑色；  澄清石灰水；  c處缺少尾氣處理裝置；停止加熱后還要繼續通CO至玻璃管冷卻為止，試管內液體不會倒流；
（4）
（5）答：需要含Fe₂O₃ 80%的赤鐵礦3 880 t．

點評：本題考查知識比較綜合，既考查了氣體的制取的反應原理、裝置選取，又考查了不純物的相關計算等，掌握相關知識才能結合題意靈活分析解答．