Question

某化學小組利用下圖所示裝置來測定生銹鐵粉的組成．操作過程如下：
取銹鐵樣品12.6g置于裝置D的硬質玻璃管中，加熱一段時間至完全反應后得到固體的質量為8.4g，裝置E增重8.4g．若將裝置E換成裝濃硫酸的洗氣瓶F，重新按上述樣品的用量和操作進行實驗，若完全反應后得到固體的質量仍為8.4g，而裝置F增重1.8g．
假設每步反應都完全進行并忽略空氣對本實驗的影響．

已知：
①鐵生銹的過程為：Fe→Fe（OH）₂→Fe（OH）₃→Fe₂O₃?xH₂O；
②又知草酸（H₂C₂O₄）分解的化學方程式為H₂C₂O₄CO↑+CO₂↑+H₂O；
③堿石灰的成份為：氫氧化鈉和氧化鈣的混合物．
（1）裝置B的作用是______．
（2）理論上x=______；若沒有裝置C，則x的值將______（選填“偏大”或“偏小”或“不變”）；樣品中鐵單質和Fe₂O₃?xH₂O的質量比為______．
（3）該裝置還存在的一個缺陷是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁這一現(xiàn)象來檢驗二氧化碳是否被除盡；
（2）根據濃硫酸吸收水和堿石灰吸收水和二氧化碳，求出二氧化碳的質量，然后根據二氧化碳求出氧化鐵的質量，從而求出x的值；
（3）一氧化碳有毒，不能排放到空氣中，所以應該有尾氣處理裝置．
解答：解：（1）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，裝置B的作用是：檢驗草酸產生的二氧化碳是否除盡；
（2）濃硫酸吸收水，堿石灰吸收水和二氧化碳．取銹鐵樣品12.6g置于裝置D的硬質玻璃管中，加熱一段時間至完全反應后得到固體的質量為8.4g，裝置E增重8.4g．若將裝置E換成裝濃硫酸的洗氣瓶F，重新按上述樣品的用量和操作進行實驗，若完全反應后得到固體的質量仍為8.4g，而裝置F增重1.8g．所以水的質量為1.8g，二氧化碳的質量為8.4g-1.8g=6.6g，設氧化鐵的質量為y，
Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂
160                132
y                   6.6g

y=8g
則氧化鐵和水的分子個數比=：=1：2，所以x=2．
如果草酸中的水沒有除去，則后面水的質量增加，所以會導致x的值將偏大．
樣品中鐵的質量為=12.6g-（8g+1.8g）=2.8g，所以樣品中鐵單質和Fe₂O₃?xH₂O的質量比=2.8g：（8g+1.8g）=2：7；
（3）一氧化碳有毒，不能排放到空氣中，所以應該有尾氣處理裝置．
故答案為：（1）檢驗草酸產生的二氧化碳是否除盡；
（2）2；偏大；2：7；
（3）缺少尾氣處理裝置．
點評：解答本題要掌握鐵銹的成分以及化學方程式的計算的方法，要充分理解探究實驗的設計方法，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷．