Question

學(xué)了煉鐵原理后，小明想用此原理測(cè)定某一生銹鐵粉中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．于是他取m₁ g生銹的鐵粉樣品，按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（鐵銹按氧化鐵處理）．

友情提示：帶孔玻璃球泡可以使液體和氣體充分接觸
（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（2）某同學(xué)欲通過(guò)B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，測(cè)定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．B中的最佳試劑是

②

（填序號(hào)）．
①澄清石灰水     ②氫氧化鈉濃溶液     ③稀鹽酸     ④水
實(shí)驗(yàn)時(shí)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O

．
（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先通一會(huì)兒CO后加熱的目的是

排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸

；停止加熱后，還要繼續(xù)通一會(huì)兒CO的目的是

防止鐵重新被氧化

．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，CO氣體除作為反應(yīng)物外，還能起到的作用是

做還原劑

．
（4）完全反應(yīng)后，甲同學(xué)稱(chēng)得鐵粉的質(zhì)量為m₂ g，同時(shí)測(cè)得裝置B增重m₃ g，則鐵粉樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

4000m3

33m1

%

．
（5）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要進(jìn)行尾氣處理的原因

CO有毒，會(huì)污染空氣

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)式；
（2）氫氧化鈉濃溶液可以很好的吸收二氧化碳?xì)怏w，我們可以通過(guò)稱(chēng)量化學(xué)反應(yīng)前后的B裝置質(zhì)量，和化學(xué)反應(yīng)式計(jì)算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)操作步驟及注意事項(xiàng)分析，并從得氧失氧的角度分析CO的作用；
（4）根據(jù)裝置B增重m₃g，計(jì)算出氧化鐵的質(zhì)量，然后根據(jù)鐵粉樣品的總質(zhì)量計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（5）從CO的毒性分析．

解答：解：（1）一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)式是：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂．故答案為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）能很好的吸收二氧化碳的物質(zhì)是氫氧化鈉濃溶液，所以欲通過(guò)B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，測(cè)定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．應(yīng)選用的最佳試劑是②氫氧化鈉濃溶液．它與二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；故答案為：②、CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）因?yàn)镃O具有可燃性，遇到空氣易發(fā)生爆炸，故先通CO的目的是：排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
被還原出來(lái)的鐵在溫度較高的情況下遇到空氣中的氧氣容易重新被氧化，所以等停止加熱后還有繼續(xù)通CO至試管冷卻的目的是：防止鐵重新被氧化；
CO除了做反應(yīng)物外，還能奪取氧化鐵中的氧使氧化鐵發(fā)生還原反應(yīng)，因此還可做還原劑；
（4）裝置B增重m₃g，說(shuō)明有m₃g二氧化碳生成，所以我們可以設(shè)生成m₃g二氧化碳需要氧化鐵質(zhì)量為X
3CO+Fe₂O3

高溫  .

2Fe+3CO₂
     160            132
     X               m₃g

160

132

=

X

m3

     X=

40m3

33

所以樣品中含氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是=

40m3 33

m1

×100%=

4000m3

33m1

%
故答案為：所以樣品中含氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

4000m3

33m1

%
（ 5）因?yàn)镃O是一種有毒的氣體，故要進(jìn)行尾氣處理，答案為：CO有毒，會(huì)污染空氣．

故答案為：
（1）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂ （2）②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O        （3）排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；防止鐵重新被氧化；做還原劑              （4）

4000m3

33m1

%
       （5）CO有毒，會(huì)污染空氣

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)，考查相關(guān)化學(xué)反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和計(jì)算，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識(shí)，才可做好此題．