Question

氫氣是密度最小的無色氣體，被認為是最清潔的燃料，除了具有可燃性，氫氣還能奪取金屬氧化物中的氧，使其還原為金屬，如CuO+H₂═Cu+H₂O．李明同學(xué)根據(jù)氫氣的還原性，在實驗室用如圖所示裝置測定某赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量，C裝置的硬質(zhì)玻璃管中的固體物質(zhì)是干燥的赤鐵礦粉（雜質(zhì)不和氫氣發(fā)生反應(yīng)），旋鈕a可以控制氫氣的產(chǎn)生與停止．
查閱資料：無水氯化鈣呈中性，可以吸收水，做干燥劑．

設(shè)計實驗：（1）連接好裝置，在添加藥品之前檢查整套裝置的氣密性．
（2）為了安全，在點燃C處酒精燈之前，必須驗純．
（3）裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

，裝置B中的無水氯化鈣所起的作用是

 

．
（4）在氣密性完好，并且進行了必要的安全操作后，點燃C處的酒精燈，在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（5）若赤鐵礦粉的質(zhì)量為20g，完全反應(yīng)后，U型管D的質(zhì)量增加了5.4g．赤鐵礦粉中Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

．
反思與評價：U型管D右邊連接干燥管E的目的是

 

，若無干燥管E，測得Fe₂O₃的質(zhì)量將

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析：（3）根據(jù)鋅與稀硫酸的反應(yīng)書寫相關(guān)的方程式，無水氯化鈣具有干燥氣體的功能．
（4）氫氣能還原出氧化鐵中的鐵．
（5）依據(jù)化學(xué)方程式中水的質(zhì)量求出氧化鐵的質(zhì)量，即可解決；空氣中含有二氧化碳能使測得的水量變大．

解答：解：（3）根據(jù)鋅與稀硫酸的反應(yīng)書寫相關(guān)的方程式，產(chǎn)物是氫氣與硫酸鋅．
無水氯化鈣具有干燥氣體的功能，可除掉生成的氫氣中的水分，防止對測量的水的質(zhì)量的影響．
（4）氫氣能還原出氧化鐵中的鐵，同時生成水．
（5）設(shè)反應(yīng)的氧化鐵的質(zhì)量是x
3H₂+Fe₂O₃

加熱  .

2Fe+3H₂O
    160         54
     x          5.4g

160

54

=

x

5.4g

，x=16g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)=

16g

20g

×100%=80%
為防止空氣中的水蒸氣與U型管接觸是水的測量值變大，所以加上該裝置，如果不加則會導(dǎo)致水量變大，使測得的氧化鐵質(zhì)量分數(shù)變大．
故答案為：（3）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；  除水蒸氣，減少對實驗測定的影響
（4）3H₂+Fe₂O₃

加熱  .

2Fe+3H₂O   
（5）80%；防止空氣中水蒸氣進入；偏大

點評：該題是一道綜合實驗題，解題的關(guān)鍵是掌握各種裝置的作用，并能根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算，此題對訓(xùn)練學(xué)生思維能力有一定幫助．