Question

3．某化學興趣小組的同學對一份赤鐵礦石（主要成分氧化鐵，假設雜質不參與反應，也不分解）樣品純度進行探究．他們稱取了10g固體樣品，用圖所示的裝置進行實驗．

（1）裝置A中發(fā)生的化學反應方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）實驗室還可用裝置A制取其他氣體，寫出相應的化學反應方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，收集該氣體的方法可以是排水法或向上排空氣法；
（3）裝置D的作用除去混合氣體中的二氧化碳，裝置G的作用點燃一氧化碳，以防污染空氣；
（4）裝置E中充分反應后，質量減輕2.4g，赤鐵礦石的純度為80%．

Answer 1

分析 （1）根據反應原理來書寫反應的化學方程式；
（2）根據該裝置的特點來分析；
（3）根據氫氧化鈉的性質以及尾氣中含有有毒的一氧化碳來分析；
（4）在分析已知量和未知量之間的質量關系時，要注意找出隱蔽的條件．根據質量守恒定律，求出反應前后固體質量的減少．此題中含有雜質的氧化鐵粉末中的純凈的氧化鐵才能與一氧化碳反應生成鐵，而反應前后固體質量減少2.4g，然后根據化學方程式利用差量法進行計算出氧化鐵的質量，再求其質量分數．

解答 解：（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）A裝置適用于固體與液體在常溫下反應來制取氣體，可用稀硫酸與鋅粒來制取氫氣，氫氣的密度比空氣小，可用向下排空氣法來收集，難溶于水，可用排水法來收集；可用過氧化氫在二氧化錳的催化作用下來制取氧氣，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，可用排水法或向上排空氣法來收集；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；排水法或向上排空氣法（答案合理皆可）；
（3）裝置D中的氫氧化鈉溶液可以除去混合氣體中的二氧化碳；因為尾氣中含有一氧化碳，有毒不能直接排放到空氣中，需要點燃處理；故填：除去混合氣體中的二氧化碳；點燃一氧化碳，以防污染空氣；
（4）解：設不純的氧化鐵粉末中氧化鐵的質量為x，根據題意得：
  Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂ 質量減少
   160           112        160-112=48
    x                       2.4g
$\frac{160}{48}=\frac{x}{2.4g}$
x=8g
赤鐵礦石的純度為$\frac{8g}{10g}×100%$=80%
故填：80%．

點評 本題是根據化學方程式，利用差量法進行計算，難度較大；此類型的題目要仔細審題，找出等量關系，然后再利用混合物中純度計算公式即可．