Question

【題目】如圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和性質(zhì)實驗的部分儀器。某校化學(xué)小組的同學(xué)欲利用其進行下列探究實驗。

（1）第一組同學(xué)選擇鋅粒和稀鹽酸為原料，欲在實驗室中制備并收集一瓶干燥、純凈的氫氣。

①所選儀器的連接順序為______________（從左到右填寫裝置序號字母）。

②用鋅粒和稀鹽酸制取氫氣的化學(xué)方程式為_______________，反應(yīng)后溶液的 pH 會______________（選填“增大”“減小”“不變”之一）。

③實驗結(jié)束后，第一組同學(xué)欲利用化學(xué)方法檢驗反應(yīng)后的剩余廢液中是否含有稀鹽酸。請從 AgNO3溶液、紫色石蕊試液、Na2CO3 溶液中選用一種試劑進行檢驗，并簡述依據(jù)原理：______________

（2）第二組同學(xué)欲測定某鐵合金樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（資料顯示鐵合金主要含鐵、碳兩種元素，假設(shè)其他雜質(zhì)成分不能反應(yīng)生成氣體），他們研討后設(shè)計了如下實驗方案：將樣品變成粉末， 先通入足量氧氣并加熱樣品將其中的碳反應(yīng)去除，再將生成的二氧化碳通入足量澄清石灰水中， 利用生成沉淀的質(zhì)量來計算鐵合金樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。根據(jù)上述方案設(shè)計，所選儀器的 連接順序為：A → D → C → F 。

①裝置 A 中用過氧化氫溶液和 MnO2 制取氧氣的化學(xué)方程式為_______________。

②實驗結(jié)束后，第二組同學(xué)從反應(yīng)后的混合物中過濾得到了部分固體，從物質(zhì)性質(zhì)的角度分析，這些固體_______（選填“能”或“不能”）再繼續(xù)用來制取氧氣。

③若裝置 C 中放入 1.0 g 鐵合金樣品粉末，充分反應(yīng)后，測得裝置 F 中生成白色沉淀 0.25 g ，則該鐵合金樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________，該鐵合金樣品應(yīng)屬于________。（選填“生鐵”或“鋼”。已知：生鐵含碳量 2.0%～4.3% ，鋼含碳量 0.03%～2.0% ）

Answer 1

【答案】AEDH Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 增大 取反應(yīng)后的溶液于試管中，然后滴加2-3滴紫色石蕊試液，觀察溶液是否變紅色（合理即可） 能 3% 生鐵

【解析】

解：（1）第一組同學(xué)選擇鋅粒和稀鹽酸為原料，欲在實驗室中制備并收集一瓶干燥、純凈的氫氣；①用鋅粒和稀鹽酸在常溫下反應(yīng)制氫氣的，氫氣難溶于水，密度比空氣的密度小，因此可以用排水法和向下排空氣法收集，氯化氫氣體可以用燒堿溶液吸收，濃硫酸吸收干燥氫氣，要先除雜質(zhì)后干燥；所選儀器的連接順序為AEDH；

②鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，反應(yīng)后溶液的pH會增大；

③實驗結(jié)束后，第一組同學(xué)欲利用化學(xué)方法檢驗反應(yīng)后的剩余廢液中是否含有稀鹽酸，依據(jù)原理是：取反應(yīng)后的溶液于試管中，然后滴加2-3滴紫色石蕊試液，觀察溶液是否變紅色

（合理即可）；

（2））①裝置A中用過氧化氫溶液和MnO2制取氧氣：過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：；

②實驗結(jié)束后，第二組同學(xué)從反應(yīng)后的混合物中過濾得到了部分固體，從物質(zhì)性質(zhì)的角度分析，這些固體能再繼續(xù)用來制取氧氣，因為二氧化錳是催化劑；

③該鐵合金樣品中碳元素的質(zhì)量=0.25g×=0.03g，

該鐵合金樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=3%；

因為生鐵含碳量2.0%-4.3%，鋼含碳量0.03%-2.0%，因此該鐵合金樣品應(yīng)屬于生鐵。