Question

科学家伽利略说：“一切推理都必须从观察与实验中得来”，以下是老师提供的一些实验装置，请根据要求回答下列问题：

（1）用大理石和稀盐酸反应（稀盐酸挥发出的HCl气体可用饱和NaHCO₃溶液吸收）制取并收集干燥纯净的二氧化碳气体． 
①关闭 A装置中的止水夹后，从长颈漏斗向锥形瓶中注入一定量的水，静止后如图所示，则A装置是否漏气？    （填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”之一）．
②实验室制取二氧化碳的化学方程式是    ．
③所选仪器的连接顺序    →气体收集装置（填写仪器序号字母）．
（2）某同学欲用含有二氧化碳和水蒸气杂质的 CO测定一种铁的氧化物（FexOy）的组成，称量该铁的氧化物的质量为 23.2g．设计实验方案：气体流向是从左向右，选择的仪器按 B→C→F→D 顺序连接，然后进行实验（假设有关反应均反应完全…）．
①装置B的作用是    ．
②F装置中的Fe_xO_y全部被还原后，称量剩余固体的质量为16.8g，该铁的氧化物的化学式为    ．
③用上述方法测量时，如果没有B装置，测定结果中铁元素与氧元素的质量比值会     （填“偏大”“偏小”“基本不变”之一）．
④该套装置中有一个明显的不足之处，应在装置D后放置燃着的酒精灯处理尾气，这样做的目的是    ．

Answer

（1）①从图中可以看出在密闭的容器中，可以根据压强来判断分析，液面没有下降；
②根据实验室制取CO2气体的药品时大理石和稀盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳，写出反应的方程式；
③根据二氧化碳的性质可以知道干燥可以用浓硫酸，而吸收氯化氢气体可以用饱和的碳酸钠溶液，可以据此来解答该题；
（2）①根据题意和装置进行分析，各装置设计的目的进行解答；
②根据对所测装置质量的分析（C装置减少的质量就是氧化物中氧元素的质量），计算铁的氧化物中所含铁元素与氧元素的质量，根据铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比求出氧化物的化学式；
③分析为测定铁的氧化物的组成各装置的作用，对各装置进行评价，并判断对测定结果所产生的影响；
④因为CO具有毒性，所以在实验中要将尾气CO进行无害化处理．
【解析】
（1）①若装置漏气，装置内的气体向外逸出，装置内的气体压强减小，在外界大气压的作用下长颈漏斗内的液面将会下降，而现在装置内的液面没有下降，说明装置不漏气；
②实验室制取CO2气体的药品时大理石和稀盐酸，反应产生氯化钙、水和二氧化碳，该反应化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
③发生装置是固液反应的A装置，除水用浓硫酸，除去氯化氢用饱和碳酸氢钠溶液，如果先除掉水后，再通过碳酸氢钠溶液时会又带上水，前面的水就白除了，所以把除水放在最后除，要先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，再通过浓硫酸除水，最后收集，故连接顺序为：A→E→C；
（2）①其中B装置装NaOH目的是将一氧化碳（含少量二氧化碳）中的二氧化碳除去，以免影响实验结果；
②完全反应后，装置C中剩余固体质量16.8g，即铁的氧化物中铁的质量；而装置C减少的质量为氧化物中氧元素的质量，23.2g-16.8g=6.4g；
设则该铁的氧化物化学式为FexOy，氧化物中铁元素和氧元素的质量比为：=，整理得=，所以该铁的氧化物的化学式是Fe3O4；
③装置B是除去混合气体中的二氧化碳，对C装置的质量变化并无影响，所以对测定铁的氧化物的化学式结果无影响；
④因为一氧化碳有毒，会污染空气，因此装置D后放置燃着的酒精灯处理尾气的目的是：防止一氧化碳污染空气；
故答案为：（1）不漏气；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；A→E→C；
（2）除去二氧化碳；Fe3O4；基本不变；防止一氧化碳污染空气．