Question

下載：
某化學(xué)興趣小組有一次活動(dòng)的內(nèi)容是：對(duì)一包鐵礦石粉末的組成進(jìn)行探究，請(qǐng)你參與并回答有關(guān)問題．
[教師提醒]它由菱鐵礦（FeCO₃）、赤鐵礦（Fe₂O₃）、磁鐵礦（Fe₃O₄）三種固體粉末中的一種或兩種組成．
[提出猜想]試樣粉末主要成分可能有：①只是FeCO₃、②只是Fe₂O₃、③只是Fe₃O₄、④FeCO₃和Fe₂O₃、⑤FeCO₃和Fe₃O₄、⑥Fe₂O₃和Fe₃O₄．
[查閱資料]（1）FeCO₃受熱易分解FeCO₃

△   .

FeO+CO₂↑，常溫與可鹽酸反應(yīng)放出CO₂：FeCO₃+2HCl=FeCl₂+CO₂↑+H₂O，
（2）鐵礦石粉末中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)．
[探究思路]先利用物質(zhì)的性質(zhì)不同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其成分，然后再選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒ㄍㄟ^實(shí)驗(yàn)測定其含量．（裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO₂忽略不計(jì)）
[實(shí)驗(yàn)探究]
（1）取適量試樣粉末裝入試管中，加入適量的鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生，從而排除猜想中的

①④⑤

（填猜想中的序號(hào)）．
（2）為進(jìn)一步確定試樣粉末的組成，稱取該粉末10.0g裝入硬質(zhì)玻璃管中，在通風(fēng)廚按如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

開始時(shí)緩緩?fù)ㄈ隒O氣體，過一段時(shí)間后再加熱使其充分反應(yīng)．待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通CO氣體直至玻璃管冷卻．反應(yīng)前后稱量相關(guān)裝置和物質(zhì)的總質(zhì)量，其數(shù)據(jù)如下表：

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
a管	玻璃管和試樣粉末的總質(zhì)量為70.0g	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為67.6g
b瓶	洗氣瓶和所盛溶液的總質(zhì)量為200.0g	洗氣瓶和瓶中物質(zhì)的總質(zhì)量為206.6g

[交流討論]
（3）為了防止溶液倒吸，本實(shí)驗(yàn)最后停止加熱前是否需要先斷開裝置中a和b的連接處？

不需要

（填需要或不需要），理由是

因?yàn)橐恢蓖ㄈ隒O氣體，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中

．
（4）b裝置中可能會(huì)發(fā)生多個(gè)化學(xué)反應(yīng)，任寫出其中1個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O

．
[反思評(píng)價(jià)]
（5）本實(shí)驗(yàn)的尾氣是否需處理？如需處理，請(qǐng)回答如何處理，如不需處理，請(qǐng)說明理由：

需要；在b裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉

．
（6）通過計(jì)算確定，該鐵礦石試樣的主要成分，指出哪個(gè)猜想是正確的（已知鐵礦石的純度為80.0%）．
解：

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鹽酸會(huì)和碳酸亞鐵反應(yīng)放出二氧化碳進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)在反應(yīng)中一直通入CO氣體直至冷卻，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣溶液或者是氫氧化鈉溶液反應(yīng)進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)CO有毒，排放到空氣中會(huì)污染大氣進(jìn)行解答；
（6）根據(jù)a試管中減少的質(zhì)量為混合物中元素的質(zhì)量進(jìn)行解答．

解答：解：（1）鹽酸會(huì)和碳酸亞鐵反應(yīng)放出二氧化碳，加入適量的鹽酸，沒有氣泡產(chǎn)生，說明一定沒有碳酸亞鐵，所以①④⑤可以排除；
（3）在反應(yīng)中一直通入CO氣體直至冷卻，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中，所以不需要先斷開裝置中a和b的連接；
（4）二氧化碳和氫氧化鈣溶液或者是氫氧化鈉溶液反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O或2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（5）CO有毒，排放到空氣中會(huì)污染大氣，所以需要尾氣處理，在b裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉；
（6）a試管中減少的質(zhì)量為混合物中元素的質(zhì)量，混合物中氧元素的質(zhì)量=70.0g-67.6g=2.4g，所以該混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

2.4g

10.0g

×100%=24%．
如果是只是Fe₂O₃混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=80%×

56×2

56×2+16×6

×100%=24%，所以正好和該混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，故猜想②正確．
故答案為：（1）①④⑤；
（3）不需要；因?yàn)橐恢蓖ㄈ隒O氣體，B中溶液不會(huì)倒吸到A裝置中；
（4）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）需要；在b裝置后放一燃著的酒精燈將剩余氣體燒掉；
（6）猜想②正確．

點(diǎn)評(píng)：此類題目主要對(duì)煉鐵的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、操作步驟、尾氣處理、裝置連接及實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行考查．熟練掌握該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是解決此類問題的關(guān)鍵．