化学装置类实验探究(含答案解析)

1、食用碱的主要成分是Na2CO3（常含有少量的NaCl）。课外探究小组为测定市售食用碱中Na2CO3的含量，设计了如图所示的实验装置。设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓吹入装置D中，利用装置D的质量变化测定食用碱中Na2CO3的含量。请结合实验装置和设计思路，回答下列问题。TOC o 1-5 h z（1）装置D中发生反应的化学方程式为9【解析】试题分析：二氧化碳能与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和水,A装置中反应的化学方程式为：CO2+Ba(OH)2=BaCO3J+H2O。氢气能与氧化铜反应生成铜和水蒸气,无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色,则一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是D中固体由

2、白色变为蓝色。F装置的作用：“抽气”；还能收集尾气(或储存气体)。一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能被碱石灰吸收,C装置中减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，D装置中增加的质量为水的质量，水中氧元素的质量为丄8d-b)8d-b)(d-b)/f100%=,(a-c)，说明除了氢气与氧化铜反应，还有一氧化碳与氧化铜反应，能证明原混合气体中有CO存在。考点：化学实验方案设计与评价；常见气体检验与除杂方法；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式答案：浓硫酸应先测定水蒸气后测定二氧化碳，所以EF装置应互换位置【解析】通过测量有关数据，推算塑料组成元素C和H的含量，利用燃烧法，测定塑料完全燃

3、烧后生成的水和二氧化碳的质量，从而确定C和H的含量，A装置制取氧气，B和C装置对氧气进行净化，D装置塑料燃烧，E装置吸收二氧化碳，F装置吸收水，G装置防止空气中的水和二氧化碳进入干扰实验。【详解】根据以上分析，有：由于发生装置A制取的氧气中混有CO2和水蒸气，为使D装置中塑料试样在纯氧中燃烧，则要先除二氧化碳后除水蒸气，所以装置C中盛放的试剂应该是浓硫酸，除去水蒸气；测定塑料的组成元素时，要测定塑料燃烧生成的二氧化碳和水蒸气的质量，二氧化碳通过氢氧化钠溶液进行吸收，气体中会混有水蒸气，所以为使得结果准确，应先测定水蒸气后测定二氧化碳，所以EF装置应互换位置。5答案：关闭c、打开a、b偏低Na2

4、SO4和H2SO4；Na2SO4；Na2SO4和NaHCO3【详解】交流讨论加入的稀硫酸量不足时，可以继续加入，而装置内空气中的CO2没有排出、反应产生的co2未被完全吸收、干燥管与空气直接相通等因素会导致难以避免的误差.故填：.方案改进反应前通空气时，关闭c、打开a、b,可以把B、C装置中的二氧化碳排出，使实验结果更准确故填：关闭C、打开a、b.数据分析若撤去图乙中的C装置，水和二氧化碳同时被D装置中的碱石灰吸收，使计算出的碳酸钠结果偏大，从而导致氢氧化钠的含量偏低.故填：偏低.拓展提高向样品中加一定量的稀硫酸，反应后产生无色气体，说明稀硫酸和氢氧化钠完全反应后，剩余的稀硫酸和碳酸钠完全反应

5、后仍然有剩余，不然就不会生成二氧化碳了.当稀硫酸过量时，X中的溶质是硫酸钠和硫酸；当硫酸适量时，和氢氧化钠反应生成硫酸钠，和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸氢钠，稀硫酸再和碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，X中的溶质是硫酸钠；当稀硫酸不足时，和氢氧化钠反应生成硫酸钠，和碳酸钠反应生成硫酸钠和碳酸氢钠，再和部分碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，X中的溶质是硫酸钠和碳酸氢钠.故填：Na2SO4和H2SO4；Na2SO4；Na2SO4和NaHCO36.答案：(1)O2(2)BfDEfF(3)向反应后的B装置中滴入几滴石蕊试液，若锥形瓶内溶液变红色，则说明过碳酸钠完全反应，若溶液变蓝色，则过碳酸钠未

6、完全反应气体从氢氧化钠溶液中带出一部分水蒸气【解析】根据工业用的过碳酸钠往往含有少量的碳酸钠，虽然过碳酸钠与盐酸反应生成co2和O2,而碳酸钠与盐酸反应也可以生成CO2，所以只能通过测量生成O2的质量来判断。根据方程式可判断是两种溶液混合，所以应选择发生装置B，其次生成的气体有两种，所以应先除杂，将生成的CO2吸收掉，再通过排水法收集氧气。已知过碳酸钠水溶液显碱性，所以为了验证反应是否发生完，可利用酸碱指示剂来判断，可加无色酚酞或者石蕊试液，来具体阐述。(4)根据气体通过溶液会携带部分水蒸气进行分析。【点睛】常见气体的检验与除杂，实验探究物质的组成成分以及含量。7答案：FE在E管口直接燃烧的方

7、法或用气球收集后点燃的方法【解析】因为甲酸和浓硫酸都是液体，所以用甲酸滴入浓硫酸的方法制取CO,应选装置；因为甲酸是酸，所以可用碱去除去CO中混有少量甲酸气体，但澄清石灰水的浓度比较小，而氢氧化钠溶液浓度较大，因此如果要除去CO中混有少量甲酸气体，最好选择上图中的进行洗气。用上述方法制取的CO还原氧化铁，并检验气体产物，因为气体产物是二氧化碳，所以要用澄清石灰水，气体要长进短出，则所选仪器的接口连接顺序为：GHFE。上述实验的尾气中含有没有完全反应的一氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，实验中处理尾气的方法是：在E管口直接燃烧的方法或用气球收集后点燃的方法。10n8.答案：吸收挥发的甲

8、酸气体DAF3m能,乙既能吸收二氧化碳又能收集一氧化碳，和甲装置效果相同。【解析】(1)氢氧化钠和甲酸反应生成甲酸钠和水，甲酸易挥发，所以B中的氢氧化钠溶液可以吸收挥发出来的甲酸气体；实验结束时，要先熄灭D处的酒精喷灯，等到装置冷却后再熄灭A处的酒精灯，最后熄灭F处的酒精灯；D中玻璃管内的固体质量减少n即氧化铁中氧元素质量为n所以氧化铁的质量为10n16x356x2+16x3x100%3，所以样品中氧化铁的质量分数丄x1OO%=1000n%m3mn10n乙装置瓶中的氢氧化钠可以吸收二氧化碳，没参加反应的一氧化碳会被收集到瓶中，所以甲部分可以换成乙部分，理由：可以把没有参加反应的一氧化碳收集起来

9、。9.答案：(1)CO2和CO、尾气处理(2)Fe、Fe2O3、5.6gFe、1gFe2O3【解析】澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体，说明此反应一定生成了CO和co2气体；因CO有毒，所以要在E处用酒精灯处理尾气；故答案为：CO和CO2；处理尾气；设9.0g氧化铁能生铁的质量为x,则参加反应的氧化铁质量为9.0g-(6.6g-x)=2.4g+x.CFOCO+Fx=5.6g剩余的固体5.6gFe以及9.0g-(2.4g+5.6g)=1g的Fe2O3.故答案为：(1)CO2和CO；尾气处理；(2)5.6gFe、1gFe2O310.答案：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO

10、2f加入足量稀硫酸吸收二氧化碳中的水蒸气2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O连接一个和C装置完全相同的装置排出装置中的二氧化碳气体使反应生成的二氧化碳全部被C装置吸收98.1B【解析】(1)碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳；(2)浓硫酸能够吸收水蒸气，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；空气中含有水蒸气和二氧化碳；(4)空气通过氢氧化钠后，二氧化碳能被氢氧化钠吸收；根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算和判断；根据反应的化学方程式及其质量关系可以进行相关方面的判断。【详解】A装置中碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：Na2CO3+H

11、2SO4=Na2SO4+H2O+CO2T；为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作是加入足量稀硫酸。故填：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2T；加入足量稀硫酸。B装置的作用是吸收二氧化碳中的水蒸气；C装置中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式是：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。故填：吸收二氧化碳中的水蒸气；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。补充的D装置是连接一个和C装置完全相同的装置，以防空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置，影响实验结果。故填：连接一个和C装置完全相同的装置。反应前，断开B、C装置之间的连接，用图1装置鼓入空气的作用是排

12、出装置中的二氧化碳气体。故填：排出装置中的二氧化碳气体。反应后，用图1装置鼓入空气的作用是使反应生成的二氧化碳全部被C装置吸收。故填：使反应生成的二氧化碳全部被C装置吸收。设碳酸钠质量为x，Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2T，10644x79.6g-75.2g纯碱的纯度为：，故填：98.1。碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钡反应的化学方程式及其质量关系为：Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3J+2NaOH,106197NaHCO3+Ba(OH)2=BaCO3；+NaOH+H2O，84197由以上质量关系可知，相同质量的碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钡反应时，碳酸氢钠和氢氧化钡反应生

13、成的碳酸钡质量大，最终测得纯碱纯度为104%，说明样品中一定含有碳酸氢钠。故填：B。11.答案：(1)A、用酒精灯点燃或气囊收集E中澄清石灰水变浑浊、除去气体中的二氧化碳60%、(4)澄清石灰水不能完全吸收反应产生的二氧化碳【解析】从实验安全和实验操作程序看，实验开始先加热A处，防止发生爆炸，实验结束时，应先停止加热氧化铁；一氧化碳有毒，过程中可能一氧化碳过多，必须对尾气进行处理，可采取用气球收集或点燃的方法B装置内是氢氧化钠能吸收产生的二氧化碳,E装置则是吸收并检验二氧化碳的存在；原有样品为氧化铁(10g),玻璃管的质量为50g，故反应后为剩余固体为(8.2g),减少的质量为1.8g，实质就

14、是氧元素的质量，运用差量法解题设氧化铁的质量为X3COFeO一233CO+2Fe2固体减少16011248x10g-8.2g=1.8g160=48x1.8gX=6g6g氧化铁的质量分数为：10gx100%=60%（4）E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果澄清石灰水不能完全吸收反应产生的二氧化碳，就会使测定的二氧化碳的质量减小，实际测定结果就会偏小故答案为：（1）A；用气球收集或点燃；（2）E中澄清石灰水变浑浊；吸收产生的二氧化碳；（3）60%；（4）澄清石灰水不能完全吸收反应产生的二氧化碳（合理均可）12答案：硝酸银溶液变成红色黑色粉末变成红色干燥Mg+2NH4Cl=MgCl2+H2f+NH3f是HC1与NH3不能共存【解析】实验探究（1）为了确定是否含有HC1，将气体通入酸化的硝酸银溶液中，无沉淀生成，则该气体中无HCl故填