Question

20．某鐵礦石的主要成分是Fe₂O₃，是冶煉金屬鐵的原料．某興趣小組想測定該鐵礦石中鐵的含量，利用氫氣來還原Fe₂O₃，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案（鐵礦石中的雜質(zhì)在高溫下不分解，也不參加反應(yīng)）．

（1）如果用鋅粒與濃鹽酸來制取氫氣，可以選擇圖甲中的②（填序號）發(fā)生裝置；裝置②的主要儀器有分液漏斗、帶導(dǎo)管的雙孔膠塞和錐形瓶（填儀器名稱）．
（2）制得的氫氣常含有少量水蒸氣和HCl氣體，若要得到干燥純凈的氫氣，需通過④和⑤裝置，裝置按字母連接的順序是：發(fā)生裝置→c→d→b→a→收集裝置

若要檢驗(yàn)氫氣中的雜質(zhì)HCl，可把裝置⑤（填序號）中的試劑換成紫色石蕊試液，實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是試劑變成了紅色．
（3）圖甲中的③裝置是一個(gè)用排空氣法收集氫氣的裝置，由集氣瓶和導(dǎo)管組成，請你在方框內(nèi)畫出該裝置．
（4）圖乙是氫氣與鐵礦石樣品反應(yīng)的裝置，在加熱反應(yīng)之前要先通入一段時(shí)間的氫氣，原因是排盡裝置中的空氣，防止H₂不純在加熱時(shí)發(fā)生爆炸；而在反應(yīng)結(jié)束時(shí)先要停止加熱，一段時(shí)間后再停止通入氫氣，原因是防止高溫的鐵在空氣被氧化成氧化鐵．

Answer 1

分析 依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來確定發(fā)生裝置，依據(jù)生成的氣體的密度和水溶性來確定收集裝置．

解答 解：（1）制取氫氣用鋅粒和鹽酸反應(yīng)．故發(fā)生裝置選②，所用儀器為錐形瓶、分液漏斗、導(dǎo)管等．
（2）制取的氫氣中因含有水蒸氣和氯化氫氣體，所以我們先除去氯化氫氣體，再除去水蒸氣．檢驗(yàn)氫氣中的雜質(zhì)HCl時(shí)，我們用石蕊溶液來確定．所以我們可以把洗氣瓶內(nèi)的氫氧化鈉換成石蕊試液．
（3）得分點(diǎn)：瓶口的方向；導(dǎo)管的長度，應(yīng)為氫氣的密度比空氣小所以瓶口向下，導(dǎo)管深入到集氣瓶底部是為了能把集氣瓶內(nèi)的空氣更好的排凈．
（4）凡是可燃性氣體與氧氣混合都有可能發(fā)生爆炸所以要在加熱前趕走裝置內(nèi)的空氣，防止余熱的生成物鐵重新被空氣氧化，在加熱的情況下鐵會和空氣中的氧氣反應(yīng)，故繼續(xù)通氫氣使其冷卻．
答案：
（1）②分液漏斗；錐形瓶；
（2）c；d；b；a；⑤紫色石蕊試液；
（3）
（4）排盡裝置中的空氣，防止H₂不純在加熱時(shí)發(fā)生爆炸；防止高溫的鐵在空氣被氧化成氧化鐵．

點(diǎn)評 此題考查知識點(diǎn)較多，既有氫氣制取也有相關(guān)實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)，更有氣體除雜及雜質(zhì)氣體的驗(yàn)證．