Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線:CH₃CH-CH₂+CO+H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH;CO的制備原理:HCOOHCO↑+H₂O,并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置(如圖)。

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?
（1）寫出實(shí)驗(yàn)室制備氫氣的化學(xué)方程式：                           。
（2）若用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中b的作用分別是             ； C中盛裝的試劑是            。若用以上裝置制備H₂，在虛線框內(nèi)畫出收集H₂干燥的裝置圖。
（3）制丙烯時(shí)，還產(chǎn)生少量SO₂, CO₂及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是________________（填序號(hào)）       
①足量飽和Na₂SO₃溶液     ②酸性KMnO₄溶液   ③石灰水    ④無水CuSO₄   ⑤品紅溶液
（4）下圖所示裝置工作時(shí)均與H₂有關(guān)。

①圖1所示裝置中陽極的電極反應(yīng)式為                            。
②圖2所示裝置中，通入H₂的管口是                   (選填字母代號(hào))。
③某同學(xué)按圖3所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)冷卻后，溶于稀硫酸，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液，溶液不變紅，再滴入新制氯水，溶液變?yōu)榧t色。該同學(xué)據(jù)此得出結(jié)論：鐵與水蒸氣反應(yīng)生成FeO和H₂。該結(jié)論        (填“嚴(yán)密”或“不嚴(yán)密”)，你的理由是                      (用離子方程式表示)。

Answer 1

（1）Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
（2）防倒吸  NaOH溶液 
（3）④⑤①③②
（4）①M(fèi)nO₄^2--e^-=MnO₄^-②d③不嚴(yán)密  2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺

解析試題分析：
（1）氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過置換反應(yīng)制備，氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應(yīng)不能產(chǎn)生氫氣，方程式為Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（2）甲酸在濃硫酸的作用下通過加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的CO中必然會(huì)混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸．又因?yàn)榧姿嵋兹苡谒�，所以必需防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通過濃硫酸干燥CO．為了使產(chǎn)生的氣體能順利的從發(fā)生裝置中排出，就必需保持壓強(qiáng)一致，因此a的作用是保持恒壓；若用以上裝置制備氫氣，就不再需要加熱，所以此時(shí)發(fā)生裝置中的玻璃儀器名稱是分液漏斗和蒸餾燒瓶；氫氣密度小于空氣的，因此要收集干燥的氫氣，就只能用向下排空氣法，而不能用排水法收集；故答案為：防倒吸； NaOH溶液；；
（3）檢驗(yàn)丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，檢驗(yàn)SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色．品紅溶液或石灰水，檢驗(yàn)CO₂可以石灰水，檢驗(yàn)水蒸氣可以無水CuSO₄，所以在檢驗(yàn)這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序．只要通過溶液，就會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，因此先檢驗(yàn)水蒸氣；然后檢驗(yàn)SO₂并在檢驗(yàn)之后除去SO₂，除SO₂可以用飽和Na₂SO₃溶液，最后檢驗(yàn)CO₂和丙烯，因此順序?yàn)棰堍茛佗冖郏ɑ颌堍茛佗邰冢��?br />（4）陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應(yīng)式為：MnO₄^2--e^-=MnO₄^-；氫氧燃料堿性電池中，氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，圖片中氫氧根離子向d電極移動(dòng)，說明d電極上是氫氣；鐵和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象知，該反應(yīng)中部分鐵未參加反應(yīng)導(dǎo)致剩余的鐵和鐵離子反應(yīng)生成二價(jià)鐵離子，離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，所以說不嚴(yán)密。
考點(diǎn)：本題考查有機(jī)物合成方案的設(shè)計(jì)，題目難度較大，綜合性較強(qiáng)，答題時(shí)注意把握物質(zhì)的分離、提純方法，把握物質(zhì)的性質(zhì)的異同是解答該題的關(guān)鍵。