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初中化学

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    下面所示(如图)为常见气体制备、干燥和性质实验的部分装置.试根据题目要求,回答下列问题:

    魔方格

    (1)欲在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体.
    ①所选装置的连接顺序为______(填写装置序号字母).
    ②装置A中,发生反应的化学方程式为______.
    (2)欲用一氧化碳气体测定某不纯氧化铁样品的纯度(杂质不反应),并验证反应中气体生成物的性质.所选装置的连接顺序为D→B→C.
    ①装置B中看到的现象是______.
    ②通过测量反应前、后D处大玻璃管的质量变化,来计算氧化铁样品的纯度.若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁.则计算出样品纯度的结果将______(填“偏大”“偏小”“不影响”,其中之一).
    本题信息:2008年济南化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “下面所示(如图)为常见气体制备、干燥和性质实验的部分装置.试根据题目要求,回答下列问题:(1)欲在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体.①所选装置的...” 主要考查您对

仪器的装配和连接

二氧化碳的制取和收集

一氧化碳还原氧化铁

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
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  • 二氧化碳的制取和收集
  • 一氧化碳还原氧化铁
 仪器的组装原则和顺序:

①组装顺序一般是:由下到上,从左至右。
②制备气体并验证气体的性质、收集、尾气处理等顺序一般是:制气→净化→干燥→验证性质→收集→ 尾气处理等。
③仪器之间的连接方法是:干燥管——“大进小出”;洗气瓶——进气管在液面下,出气管在液面上。如下图所示。


仪器连接方法:

连接类型 操作步骤及注意事项 图示
玻璃管插入 (带孔)橡皮塞 左手拿塞,右手拿管,一端润湿,转动插入
连接玻璃管和橡胶管 左手拿橡胶管,右手拿玻璃管,一端润湿,转动插进橡胶管
容器口塞橡皮塞 左手拿容器,右手拿塞子,慢慢转动,塞进容器口。切不可把容器放在桌子上使劲塞进,以免压碎容器


二氧化碳的制取和收集:

1.原理和药品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2

2.装置:固液混合不加热
(1)发生装置
 
A装置为简易装置,不便于加液体;
B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;
D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
(2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
如图:

3.现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。

4.检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。

5.验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。

6.实验步骤
a.检查装置的气密性;
b.装入石灰石(或大理石);
c. 塞紧双孔塞;
d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
e.收集气体;
f.验满。 

7.注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!


实验室制取二氧化碳的选择:

实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
注意:
(1)不能选用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面,阻止反应继续进行。
(2)不能选用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,得不到纯净的二氧化碳气体。
(3)不能用碳酸钠代替石灰石,因为反应太剧烈,产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大,反应物的质量分数越大,反应速率就越快,反之,则越慢。
各组物质反应情况如下表所示:
药品 反应速率
块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中
石灰石粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止
碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快

氧化铁自身具有氧化性,我们可以用一氧化碳还原氧化铁。
灼热的氧化铁可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铁+X(氧化物)。



实验室一氧化碳还原氧化铁:

反应原理:3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
装置:


现象:红色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰石变浑浊,尾气燃烧时产生蓝色火焰。

实验步骤:
a.检验装置的气密性
b.装入药品并固定装置
c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯
d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热
e.当试管内的红色粉末变为黑色时,停止加热
f.待玻璃管内的固体冷却后,停止通一氧化碳,并熄灭酒精灯

实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,一氧化碳在高温条件下得到了氧,生成了二氧化碳。

化学反应方程式:
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
2CO+O22CO2

注意事项:
a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
b.CO有剧毒,实验应在通风橱中进行,未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
c.操作顺序:CO要“早出晚归”,洒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO,排尽装置内的空气,防止CO 与空气混合,加热时发生爆炸;实验完毕后要继续通入 CO气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。
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