初中化学气体的干燥（除水）探究题

某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数的实验方案．请回答下列问题：
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法。        
【原理思路】利用Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO₂质量，从而计算碳酸钠的质量分数。（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如图1的实验装置。

图1
①实验装置乙中盛放的试剂为　            　，
其作用是                                   ；
装置丁中碱石灰的作用是　       。（填字母）
A．吸收Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂ 
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数　    　（填写“偏高”“偏低”或“不变”）．
③小明同学认为小科的方案存在问题，即使操作规范下也会造成结果偏低，你
认为他的理由是                               ，应该将装置甲中双孔橡
胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，
目的是                   ，其中NaOH溶液的作用是                  。

图2
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11．0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl₂溶液充分反应。证明CaCl₂过量（即Na₂CO₃已完全反应）的方法是: 静置，向上层清液中滴加           溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl₂过量；
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10．0g，操作X的名称是       ，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数          （填写“偏高”“偏低”或“不变”）。  
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为　       。（写出计算过程，结果保留至0．1%，共3分）

根据下列实验装置图填空

（2）实验室用KMnO₄制取较纯净的O₂，应选用的发生装置为        （填字母序号，下同），收集装置为       ，取用KMnO₄药品时，应选用仪器        把药品小心地送至试管底部，写出该反应的化学方程式                                。
（3）组装发生装置D时，下列仪器用品的组装正确顺序是：铁架台 → 木块 →      →       。
①试管   ②酒精灯 （填写序号，此小题共1分）
（4）注射器C可用于检查装置E的气密性，步骤如下：
①向锥形瓶中加入少量水至         处。 
②将注射器C连接到装置E的导管口处，向前推进注射器活塞，若看见（填字母）         时，则说明E装置气密性良好。
A．长颈漏斗口有气泡冒出  B．锥形瓶中液面上升  C．长颈漏斗中液面上升，并形成稳定水柱
（5）常温下，硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的气体，能溶于水，密度大于空气，实验室通常在常温下用硫化亚铁固体（FeS）和稀硫酸反应制得，同时生成硫酸亚铁，则从上面装置中选择的发生和收集装置组合为_______，化学反应方程式                               。
（6）在实验室中，I装置被称做“万能瓶”，具有多种用途，仔细观察装置的特点回答下列问题：

①实验室收集气体若用I装置替代G装置，
则气体应从          口进入（填a或b）。
②从J、K装置中任选一个，阐述该装置的
用途：                                 。

实验室制取气体所需的装置如下图所示。

请回答以下问题。
⑴ 实验仪器a的名称是         。
⑵ 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为          。用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置为            （填字母序号）。
⑶ 用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式          ，收集一瓶二氧化碳，将燃着的木条放在瓶口，若观察到           ，说明瓶中已充满二氧化碳。

（7 分）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析研究，测定样品中元素的质量比，设计了如图所示的实验装置。

（小资料：该种塑料袋只含碳、氢两种元素，燃烧产物为二氧化碳和水。图中碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳与水蒸气）
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是                  。
（2）装置 A 中所发生的反应化学方程式为                                       。装置中 MnO2 粉末的作用是                  。
（3）由于发生装置  A 制取的氧气中混有水蒸气，为不影响测定结果，装置B中盛放的试剂应该是_____________（写名称）。
（4）判断塑料袋试样中含有碳元素的依据是____________________________________。
（5）根据实验前后装置的质量变化测算出仪器D质量增重5．4g，仪器 E 质量增重 8．8g，则该塑料袋试样中碳元素与氢元素的质量比为______________。
（6）若实验过程中由于过氧化氢的量不足，塑料袋试样燃烧不充分，则该塑料试样中碳 元素与氢元素的质量比的测算结果              （填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）。

（7 分）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析研究，测定样品中元素的质量比，设计了如图所示的实验装置。

（小资料：该种塑料袋只含碳、氢两种元素，燃烧产物为二氧化碳和水。图中碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳与水蒸气）
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是                  。
（2）装置 A 中所发生的反应化学方程式为                                       。装置中 MnO2 粉末的作用是                  。
（3）由于发生装置  A 制取的氧气中混有水蒸气，为不影响测定结果，装置B中盛放的试剂应该是_____________（写名称）。
（4）判断塑料袋试样中含有碳元素的依据是____________________________________。
（5）根据实验前后装置的质量变化测算出仪器D质量增重5．4g，仪器 E 质量增重 8．8g，则该塑料袋试样中碳元素与氢元素的质量比为______________。
（6）若实验过程中由于过氧化氢的量不足，塑料袋试样燃烧不充分，则该塑料试样中碳 元素与氢元素的质量比的测算结果              （填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）。

某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究，查阅资料如下：
1、该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
2、牙膏中其它成分遇到盐酸无气体生成；
3、碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠固体。
利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定B中生成的BaCO₃沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数。请回答下列问题：

（1）B中反应生成BaCO₃的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是　　　　　　（填序号）。

A．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

B．滴加盐酸不宜过快

C．在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

D．在A~B之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（4）有同学认为该装置测定出来的碳酸钙质量分数会偏低，他的理由是             
 　　　　　　　　　，解决方法是            　　　　　　　     。
（5）某同学认为不必测定B中生成的BaCO₃质量，将B中的Ba（OH）₂溶液换成浓H₂SO₄ ，通过测定C装置反应前后的质量差也可以测定CaCO₃的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g 。请计算样品中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）

有下列装置，其中A是气体发生装置，B、C、D、E是气体收集装置，E还可作气体的净化装置（E装置有多个备用）

（1）当用大理石和盐酸制取CO₂时，选取的收集装置是     （填“B”或“C”或“D”）为了得到纯净、干燥的CO₂，首先在E装置中注入足量的NaOH溶液来除去HCl，你认为该方法是否恰当并说明理由          ，然后在另一个E装置中注入浓硫酸，其作用是              _。
（2）当用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时，A中发生反应的化学方程式为          ，若a与c相连来收集氧气，还需将装置E        。

如图是实验室常用的两种气体制备、收集、净化的多种功能装置．请完成下列各题

（1）若制备的气体是氢气，且产生的气体中不含酸性杂质气体，则试剂X常用     ;
（2）若X是过氧化氢溶液，Y是二氧化锰，将装置甲和乙通过A、C相连来制取气体，检查装置气密性后，还须将装置乙           ;
（3）为测定黄铜（Cu和Zn）中锌的质量分数，某化学小组只用甲装置：称取ag黄铜与足量的盐酸反应。欲计算黄铜中锌的质量分数，还须测定的数据有   。       

某化学兴趣小组利用下列装置进行O₂、CO₂的实验室制法和有关性质的研究。

（1）写出下列编号仪器的名称：①__________ ②__________。
（2）甲同学要用KMnO₄固体来制取O₂，应选用上图中的______装置(填编号)，该反应的化学方程式是_____________________。当O₂收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作步骤是先_________后___________。
（3）乙同学用浓盐酸和大理石在B装置中反应，制取CO₂并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红。对这一变化的合理解释是_______（填序号）
A、产生的CO₂直接使石蕊试液变红；
B、产生的CO₂与水反应生成H₂CO₃使石蕊试液变红；
C、挥发出的氯化氢溶于水使石蕊试液变红。
（4）丙同学用C装置制取了一瓶无色无味的气体（纯净物），你推测该气体可能是________，试用最简便的方法证实你的推测__________________。

根据下图所示装置回答问题（装置图用序号表示）：

（1）双氧水（H₂O₂）是一种无色液体，可发生如下反应：2H₂O₂2H₂O + O₂↑，在实验室利用此反应制取氧气时，应选用的气体发生装置是          。
（2）实验室用大理石和盐酸反应制取二氧化碳，在生成的气体中常混有少量氯化氢和水蒸气，C装置用于除掉水蒸气，可选用          做干燥剂（填名称）。利用D装置除掉氯化氢时，选择的试剂是饱和NaHCO₃溶液，已知NaHCO₃与HCl反应生成NaCl、H₂O、CO₂，请写出该反应的化学方程式                             。                        
（3）将制取二氧化碳的装置按发生、净化和收集的顺序进行连接，生成的气体通过净化装置导管口的先后顺序是                    （填导管接口序号）。

如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答下列问题：

（1）以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，（提示：盐酸中会挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为        （填写仪器序号字母）。
②生成二氧化碳时，所发生反应的化学方程式为              。                
（2）收集CO₂时，他们如何检验已CO₂收集满？                                        
（3）实验室制取气体要选择适当反应物．我们知道实验室制取大量CO₂气体不能用浓盐酸，因为                                  。                        
（4）他们对实验室制取CO₂的实验条件展开了进一步的探究，做了如下四个对比实验：
①取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为5%的盐酸反应；
②取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为10%的盐酸反应．
实验现象：产生气泡的快慢顺序为②＞①；
实验结论：影响大理石和盐酸反应快慢的因素有                      ；
你认为影响大理石和盐酸反应快慢的因素还有                        。                    

(6分)根据下图回答问题。



（1）仪器a的名称为            。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为                                     ，应选用的发生装置和收集装置分别为___________（填字母序号）。
（3）用高锰酸钾制取氧气，该反应的化学方程式为                        。将装置A和E连接进行此实验，实验结束，停止加热前先          ，目的是           。

（7分) 据报道，一辆载满20t电石的货车，在高速路上发生意外，燃起大火并伴有大量黑烟，这辆货车在雨中燃烧了很长时间。某化学小组对电石中碳化钙（CaC₂）的性质产生了兴趣，进行了下列探究活动。
【查阅资料】①碳化钙与水反应生成一种可燃性气体和一种白色固体。
②乙炔（C₂H₂）气体燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想假设】甲同学对碳化钙与水反应的生成物作出如下猜想：
可燃性气体可能是：①氢气   ②氧气     ③乙炔
白色固体可能是： ①氧化钙 ②氢氧化钙 ③碳酸钙
（1）你认为甲同学猜想的理由是                                             。
（2）其他同学讨论后认为甲同学的猜想有不合理之处，请指出并说明理由
                                                                         。
【实验探究】
步骤1：取适量碳化钙加水，收集生成的气体，验纯后点燃，气体燃烧，伴有大量黑烟，说明碳化钙与水反应产生的气体是    。
步骤2：取适量反应后生成的固体于试管中，                                                ，说明碳化钙与水反应产生的固体是氢氧化钙。
【反思交流】
（1）碳化钙与水反应的化学方程式为                                            。
（2）下列说法正确的是                （填字母序号）。

A．碳化钙与水反应放热

B．碳化钙应贮存在阴凉干燥的库房

C．碳化钙与水反应可用于测定电石中碳化钙的含量

D．实验室用电石与水制乙炔的发生装置与制氧气完全相同

利用下列实验装置检验混合气体中含有CO、H₂、CO₂、水蒸气。（假设气体通过装置时均被完全吸收和反应）。

① 连接上述装置的顺序是：混合气体→ （18） →尾气处理。（填装置编号）
② B装置的作用是 （19） 。

(14分)实验室获取氮气有很多种途径，常见的有3种方法。
方法一：将氨气（NH₃）通过赤热的装有氧化铜的玻璃管，生成铜、氮气和水蒸气，除去水蒸气后测得氮气的密度为1．2508g/L。
方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末,测得该气体的密度为1．2572g/L。 进行实验时可选择的实验仪器如下图所示（省略夹持装置与加热装置）。

为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置           （选填装置编号）中加入              （填名称）以除去其它杂质气体。
方法三：将亚硝酸钠（NaNO₂）和氯化铵的饱和溶液加热，氮元素全部转化为氮气。下图是实验室用这种方法制N₂，并测定生成N₂体积的装置（部分装置略去），请回答相关问题。

【查阅资料】
（1）NaNO₂+NH₄ClNaCl+N₂↑+2H₂O
（此反应会放出大量的热）；
（2）B部分中冰盐是冷凝作用   
【实验探究】
①   ；
②20℃时，取含溶质0．21g饱和NH₄Cl溶液放入烧瓶，连接装置；
③调节水准管，使其与量气管中液面相平，记录量气管中水面读数为12．0mL；
④打开分液漏斗活塞，逐滴滴入饱和NaNO₂溶液，加热至反应发生，移走酒精灯；
⑤烧瓶中不再产生气泡时，关闭活塞；
⑥待冷却至室温，调节两边液面高度相平，记录量气管中水面读数为100．0mL；
⑦处理剩余药品，整理实验台。
【实验分析及数据处理】
（1）加入药品前必须进行的实验①是                               ；
（2）步骤④中，移走酒精灯的目的是                              ；
（3）计算生成氮气的质量和密度。 （4分，计算过程中以及最终数据均保留2位小数）
【解释与结论】
1892年，英国科学家瑞利（Rayleigh）发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因是                                  （已知：相同条件下，气体的相对分子质量越大，密度就越大）                     
【反思与评价】
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是     
C
防止NaNO₂饱和溶液蒸发           B．保证实验装置不漏气
C．使NaNO₂饱和溶液顺利滴下        D．防止溶液冲入U形管
（2）科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别，发现了新物质。这启示我们在今后的学习 和生活中要学习科学家的                  ．
A．严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神
B．科学研究中遇到疑惑就趁早放弃，不要浪费时间
C．不能因为微小的差异而放过一次成功的机会
D．要相信权威，权威一定是正确的