Question

某校化學(xué)小組為探究鐵與濃硫酸反應(yīng)，設(shè)計(jì)了圖1、圖2、圖3三套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）用圖1裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，若小試管中的品紅溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸，你應(yīng)立即采取的一種措施是

 

（填寫編號(hào)）；
a．取下盛有品紅溶液的小試管  b．移去酒精燈  c．將導(dǎo)管從乳膠管中取出
（2）圖2中導(dǎo)氣管e有兩個(gè)主要作用：一是在反應(yīng)過程中，因?qū)Ч懿迦胍好嫦�，可起到“液封”作用阻止SO₂氣體逸出而防止污染環(huán)境；二是

 

；比較圖1、圖2兩套實(shí)驗(yàn)裝置，圖2裝置還有的優(yōu)點(diǎn)是（寫出一條即可）：

 

；
（3）某同學(xué)收集圖2產(chǎn)生的280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥的固體2.33g．氣體Y中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為

 

．分析實(shí)驗(yàn)中氣體Y所含SO₂體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，同學(xué)們討論后認(rèn)為氣體Y中還可能含量有H₂和另一種氣體Q．為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置（圖中夾持儀器省略）．
①認(rèn)為氣體Y中含有Q的理由是

 

（用化學(xué)方程式表示）．
②B裝置中品紅溶液試劑的作用是

 

．
③為確認(rèn)Q的存在，需在裝置中添加M于B-C間，但集氣瓶?jī)?nèi)的導(dǎo)管未畫全．請(qǐng)畫全M中的導(dǎo)氣管并注明M中的試劑

 

．
④若要測(cè)定280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體Y中H₂的含量（標(biāo)準(zhǔn)狀況下約有28mL H₂），還可采用稱量反應(yīng)前后D或E的質(zhì)量差的方法．請(qǐng)你回答能否選用托盤天平稱量D或E的質(zhì)量差？做出判斷并用一個(gè)計(jì)算結(jié)果說明理由（不用書寫計(jì)算過程）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）阻止倒吸的操作是迅速拆下導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管離開水；
（2）導(dǎo)氣管e與外界連通能起到平衡壓強(qiáng)防止倒吸的作用；
（3）依據(jù)裝置2可知生成的是二氧化硫氣體，通過足量溴水反應(yīng)生成硫酸，加入足量氯化鋇溶液生成沉淀為硫酸鋇，結(jié)合硫元素守恒計(jì)算二氧化硫體積分?jǐn)?shù)；
①隨反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變化為稀硫酸，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，同時(shí)鐵絲中含有的雜質(zhì)碳和濃硫酸加熱反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w；
②氣體通過高錳酸鉀溶液后，B裝置中品紅溶液試劑的作用是檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈；
③為確認(rèn)二氧化碳的存在，需在裝置中添加M于B-C間，將氣體長(zhǎng)進(jìn)短出通過澄清石灰水檢驗(yàn)是否生成二氧化碳；
④依據(jù)生成的氫氣體積計(jì)算氫氣通過氧化銅前后D裝置固體質(zhì)量減小，或生成的水被E裝置吸收的質(zhì)量，結(jié)合計(jì)算得到質(zhì)量分析判斷；

解答： 解：（1）用圖1裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，若小試管中的品紅溶液已經(jīng)開始發(fā)生倒吸，采取的措施是迅速從乳膠管處拆下導(dǎo)氣管，將導(dǎo)管從乳膠管中取出，導(dǎo)氣管離開水可以避免倒吸；
故答案為：c；
（2）導(dǎo)氣管e與外界連通能起到平衡壓強(qiáng)防止倒吸的作用，比較圖1、圖2兩套實(shí)驗(yàn)裝置，圖2裝置還有的優(yōu)點(diǎn)是，能更好的吸收有毒氣體SO₂，防止其污染環(huán)境或便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止等；
故答案為：停止加熱時(shí)，能防止倒吸或平衡壓強(qiáng)；能更好的吸收有毒氣體SO₂，防止其污染環(huán)境或便于控制反應(yīng)的發(fā)生和停止等；
（3）圖2產(chǎn)生的280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體Y為SO₂，通入足量溴水中發(fā)生反應(yīng)，SO₂+Br₂+H₂O=2HBr+H₂SO₄，然后加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥的固體2.33g為BaSO₄，結(jié)合硫元素守恒得到二氧化硫物質(zhì)的量n（SO₂）=n（BaSO₄）=

2.33g

233g/mol

=0.01mol，氣體Y中SO₂的體積分?jǐn)?shù)=

0.01mol×22.4L/mol

0.280L

×100%=80%；
故答案為：80%；
①隨反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變化為稀硫酸，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，同時(shí)鐵絲中含有的雜質(zhì)碳和濃硫酸加熱反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，生成二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)化學(xué)方程式為：C+2H₂SO₄

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
故答案為：C+2H₂SO₄

△   .

CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
②氣體通過高錳酸鉀溶液后，B裝置中品紅溶液試劑的作用是檢驗(yàn)二氧化硫是否除凈，為更好檢驗(yàn)二氧化碳的存在；
故答案為：檢驗(yàn)氣體中的SO₂是否除盡；
③為確認(rèn)二氧化碳的存在，需在裝置中添加M于B-C間，將氣體長(zhǎng)進(jìn)短出通過澄清石灰水檢驗(yàn)是否生成二氧化碳，裝置圖為：；
故答案為：；
④若要測(cè)定280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）氣體Y中H₂的含量標(biāo)準(zhǔn)狀況下約有28mL H₂，物質(zhì)的量=

0.028L

22.4L/mol

=0.00125mol，通過D裝置氧化銅質(zhì)量變化為：
   CuO+H₂=Cu+H₂O△m
      1mol         16g
 0.00125mol        0.02g    
E裝置是吸收水物質(zhì)的量為0.00125mol，質(zhì)量=0.00125mol×18g/mol=0.0225g；
采用稱量反應(yīng)前后D或E的質(zhì)量差的方法，中學(xué)階段質(zhì)量的稱量選擇托盤天平，分度值是0.1g，所以無法精確稱量出D或E的差量，
故答案為：否，28mLH₂完全反應(yīng)后D（或E的）差量為0.02g（或0.0225g），用托盤天平不能準(zhǔn)確稱量D（或E）的差量；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了濃硫酸性質(zhì)分析判斷，反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的理解應(yīng)用，注意測(cè)定方法的分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．