Question

實驗室用干燥、純凈的一氧化碳還原氧化鐵并檢驗其產物．實驗裝置如下圖所示．其中A是實驗室用草酸（H₂C₂O₄）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發生裝置，反應的化學方程式為H₂C₂O₄

濃硫酸  .

加熱

H₂O+CO₂↑+CO↑．回答下列問題：

（1）寫出E裝置中的實驗現象

紅色粉末變黑

．
（2）請將圖1裝置正確的接入到B、C、D位置中，裝置導管的接口順序是：a→

f→g→e→d→b→c

→h．
（3）B裝置中發生反應的化學方程式為

2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O

．
（4）C裝置無明顯現象，C裝置的作用是

檢驗草酸生成的混合氣體中二氧化碳是否除盡

．
（5）F裝置的作用是

檢驗一氧化碳與氧化鐵反應后有二氧化碳生成；利用燃燒法處理多余的一氧化碳，防止空氣污染

．
（6）C裝置和D裝置能否交換位置，理由是

不能，氣體從氫氧化鈣溶液中會帶來水蒸氣，使通入E裝置的一氧化碳不是干燥的氣體

．

Answer 1

分析：（1）依據E中發生的化學變化分析判斷；
（2）從甲酸分解的產物，以及實驗的要求：純凈、干燥的一氧化碳還原氧化鐵并檢驗生成的氣體，可對裝置的選擇及順序進行判斷；
（3）依據B中發生的化學反應書寫方程式；
（4）依據澄清石灰水能檢驗二氧化碳的存在分析解答；
（5）從F裝置中的溶液成分以及對尾氣的處理分析即可；
（6）依據濃硫酸具有吸水性及氣體從溶液中出來會帶來水蒸氣分析解答．

解答：解：（1）F中發生的是一氧化碳還原氧化鐵，其產物是鐵和二氧化碳，氧化鐵是紅色的，鐵粉是黑色的，所以此處的現象是紅色粉末變黑；
（2）裝置中濃硫酸可吸收氣體中水，起到干燥氣體的作用；裝置中的氫氧化鈉溶液可吸收大量二氧化碳，起到除去混合氣體中二氧化碳的作用；裝置中的澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，起到檢驗二氧化碳的作用；裝置E中的氧化鐵在高溫下能與一氧化碳反應，起到驗證一氧化碳還原性的作用；因此欲用純凈、干燥的一氧化碳還原氧化鐵并檢驗生成的氣體，裝置的正確連接順序是：將甲酸受熱分解的產物通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，為保證說明此時無二氧化碳存在（排出對反應生成物檢驗的干擾），加入氫氧化鈣溶液進行驗證，然后通過濃硫酸進行干燥后，通入氧化鐵加熱，反應后的氣體通過澄清石灰水以驗證生成了二氧化碳；結合三裝置的特點正確的連接，一般是按長進短出的規律正確連通即可；
（3）B中的溶液是氫氧化鈉，能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，其方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）C中無明顯現象說明氣體通過B后已無二氧化碳氣體的存在，從而起到檢驗草酸生成的混合氣體中二氧化碳是否除盡的作用；
（5）澄清石灰水能檢驗E裝置反應產物中是否含有二氧化碳，收集燃燒則是處理掉對于的一氧化碳，以防有毒的一氧化碳污染空氣；
（6）若氣體先通過濃硫酸，再通過氫氧化鈣溶液，會使一氧化碳帶來水蒸氣，進入E裝置的不是干燥的氣體；
故答案為：（1）紅色粉末變黑；
（2）f→g→e→d→b→c；
（3）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）檢驗草酸生成的混合氣體中二氧化碳是否除盡；
（5）檢驗一氧化碳與氧化鐵反應后有二氧化碳生成；利用燃燒法處理多余的一氧化碳，防止空氣污染；
（6）不能，氣體從氫氧化鈣溶液中會帶來水蒸氣，使通入E裝置的一氧化碳不是干燥的氣體．

點評：本題考查一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置及相關問題，屬于課本基本實驗的延伸，難度不大，容易出錯的是（2）裝置的連接，注意吸收二氧化碳用氫氧化鈉，檢驗二氧化碳用澄清石灰水，以及氣體從溶液中出來時帶來水蒸氣．