Question

19．2011年是國際化學(xué)年（IYC2011），其宗旨是“增進公眾對化學(xué)重要性的認(rèn)識，鼓勵青年人熱愛化學(xué)，學(xué)習(xí)和研究化學(xué)”．某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)，對課本中一氧化碳還原氧化鐵實驗作了綠色化改進后制取單質(zhì)鐵（K₁，K₂是活塞）：
（1）關(guān)閉K₁、開啟K₂，可以驗證CO還原Fe₂O₃的產(chǎn)物．
①這是關(guān)于氣體的實驗，實驗前必須對裝置進行裝置的氣密性檢查；
②CO還原Fe₂O₃的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
③在f處點燃?xì)怏w的目的是點燃多余的一氧化碳，避免污染空氣
（2）關(guān)閉K₂，開啟K₁，可以將e口出來的氣體再從a通入裝置而循環(huán)使用．
①d瓶中應(yīng)裝D（填序號）．
A．澄清石灰水    B．水    C．石蕊溶液    D．濃硫酸
②該實驗這樣改進的主要優(yōu)點是減少碳的排放，提高原料利用率
（3）小剛用不純的氧化鐵粉末樣品（雜質(zhì)為鐵粉），通過該實驗測定樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
小剛稱取10g樣品，利用如圖所示裝置進行實驗，相關(guān)實驗數(shù)據(jù)見下表：（物質(zhì)完全反應(yīng)）
 

編號	稱量物	反應(yīng)前	反應(yīng)后
一	硬質(zhì)玻璃管及所盛固體總質(zhì)量	76.2g	73.8g
二	C裝置總質(zhì)量	153.7g	160.3g

①由如表數(shù)據(jù)可分析出，反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管及所盛固體總質(zhì)量減少的是氧元素的質(zhì)量．
②請依據(jù)c裝置總質(zhì)量變化的數(shù)據(jù)，計算出樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）．
解：設(shè)樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x反應(yīng)后生成二氧化碳的質(zhì)量為：160.3g-153.7g=6.6g
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160 132
x 6.6g
則$\frac{160}{132}=\frac{x}{6.6g}$，解得x=8g．
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8g}{10g}$×100%=80%．．

Answer 1

分析 （1）②根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物寫出化學(xué)反應(yīng)式；
③從環(huán)保角度出發(fā)，進行尾氣處理；
（2）①根據(jù)d裝置的作用分析d瓶中應(yīng)裝入的試劑；
②根據(jù)改進后原料循環(huán)利用、環(huán)保角度進行分析；
（3）①根據(jù)反應(yīng)前后玻璃管中物質(zhì)的種類進行分析；
②C裝置前后增加的是二氧化碳的質(zhì)量，可利用一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量求出氧化鐵的質(zhì)量，再根據(jù)$\frac{氧化鐵的質(zhì)量}{樣品的質(zhì)量}$×100%求出樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）②在高溫條件下，CO還原Fe₂O₃生成了鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
③CO有毒，過量的CO排放到空氣中，會污染空氣．所以，在f處點燃?xì)怏w的目的是：點燃多余的一氧化碳，避免污染空氣；
（2）①此實驗中可能會有水蒸氣產(chǎn)生，如混有水蒸氣，可能會使硬質(zhì)試管炸裂，所以要在d瓶中盛放濃硫酸來吸收水分；
②過量的CO從d出排出，進入a循環(huán)利用，可以減少碳的排放，提高原料利用率；
（3）①反應(yīng)前玻璃管中的物質(zhì)是氧化鐵和鐵粉，反應(yīng)后玻璃管中的物質(zhì)是鐵粉，可知玻璃管中的物質(zhì)前后減少的質(zhì)量是氧元素的質(zhì)量；
②設(shè)樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x，反應(yīng)后生成二氧化碳的質(zhì)量為：160.3g-153.7g=6.6g
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
    160           132
     x            6.6g
則$\frac{160}{132}=\frac{x}{6.6g}$，解得x=8g．
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8g}{10g}$×100%=80%
故答案為：
（1）②3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；③點燃多余的一氧化碳，避免污染空氣；
（2）①D；②減少碳的排放，提高原料利用率；
（3）①氧元素；②80%．

點評 本題通過實驗探究的形式考查一氧化碳還原氧化鐵的實驗步驟、注意事項等知識，要求同學(xué)們根據(jù)相關(guān)知識分析解答，具有良好的實驗分析、評價能力．