解:探究一、(1)實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性,否則會由于漏氣使實驗失;
(2)二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收,用澄清的石灰水檢驗,還可以檢驗二氧化碳是否除盡,一氧化碳可以用濃硫酸干燥;所以A中盛放的是氫氧化鈉溶液,吸收二氧化碳,氫氧化鈣是驗證二氧化碳是否被除凈,C中盛放的是濃硫酸,吸收水分;
(3)E裝置中堿石灰可以吸收反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳,F(xiàn)裝置中堿石灰是防止空氣中二氧化碳、水蒸氣進入E裝置中,影響實驗的測定;
(4)實驗裝置的一個明顯缺陷:缺少尾氣處理裝置,沒有參加反應(yīng)的一氧化碳會污染空氣,在F后用酒精燈點燃沒有參加反應(yīng)的氣體.因此可以在在F后用酒精燈點燃;
探究二、(1)氧化鐵在高溫條件下能與CO發(fā)生反應(yīng)生成鐵與二氧化碳,反應(yīng)的化學方程式為:Fe
2O
3+3CO
2Fe+3CO
2;
(2)焦炭燃燒放出大量的熱,產(chǎn)生的熱量使裝置內(nèi)其它反應(yīng)得以發(fā)生;
(3)根據(jù)題目中的假設(shè)情況,為使裝置A反應(yīng)產(chǎn)生的甲烷氣體全部在裝置C中發(fā)生反應(yīng),操作時應(yīng)先將C處酒精燈點燃,然后再點燃A處酒精處;
(4)步驟③的目的是 除去裝置內(nèi)的氧氣,防止發(fā)生爆炸,驗證該步驟目的達到的實驗方法是收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音;有剩余則沒有完全被除掉;
(5)若缺少裝置D,氧元素的測定時取決于B裝置的吸收,所以是不會影響的(后面與氧化鐵的反應(yīng)物是甲烷氣體反應(yīng)造成的,所以二氧化碳中的氧元素不會影響到);
(6)裝置B增重0.360g,則粗還原鐵粉與氫氣反應(yīng)生成水的質(zhì)量為0.180g,生成水中氧元素質(zhì)量=0.360g×
×100%=0.320g;
樣品中氧元素的質(zhì)量分數(shù)=
×100%=1.6%
裝置E增重0.440g,則甲烷與氧化鐵反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為0.440g,生成二氧化碳中碳元素質(zhì)量=0.440g×
×100%=0.120g
樣品中碳元素的質(zhì)量分數(shù)=
×100%=0.6%
答:樣品中氧和碳元素的質(zhì)量分數(shù)分別為1.6%、0.6%.
故答案為:探究一(1)檢查裝置氣密性; (2)c a; (3)防止空氣中二氧化碳、水蒸氣進入E裝置中; (4)在F后用酒精燈點燃;
探究二(1)Fe
2O
3+3CO
2Fe+3CO
2 (2)提供熱量 (3)B
(4)除去裝置內(nèi)的氧氣(或空氣),防止發(fā)生爆炸;收集尾氣點燃,聽聲音;
(5)不變;(6)0.6%g 1.6%.
分析:探究一、(1)草酸晶體(H
2C
2O
4?3H
2O)在濃硫酸作用下受熱分解,實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性;
(2)二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收,用澄清的石灰水檢驗,還可以檢驗二氧化碳是否除盡,二氧化碳可以用濃硫酸干燥;
(3)堿石灰能夠?qū)W生二氧化碳和水蒸氣;
(4)實驗裝置的一個明顯缺陷:缺少尾氣處理裝置;
探究二、(1)CO具有還原性,能與氧化鐵反應(yīng)而使氧化鐵還原成鐵,同時放出二氧化碳;
(2)焦炭燃燒放出大量的熱,該熱量可維持其它反應(yīng)的發(fā)生;
(3)裝置A在加熱時發(fā)生反應(yīng),生成的水與甲烷通過裝置B處理后進入裝置C,進入該裝置的氣體在加熱條件下發(fā)生反應(yīng);
(4)步驟③的目的是 除去裝置內(nèi)的氧氣,防止發(fā)生爆炸,驗證該步驟目的達到的實驗方法是收集尾氣靠近燃著的酒精燈,聽聲音;
(5)若缺少裝置D,氧元素的測定時取決于B裝置的吸收,所以是不會影響的(后面與氧化鐵的反應(yīng)物是甲烷氣體反應(yīng)造成的,所以二氧化碳中的氧元素不會影響到);
(6)裝置B中濃硫酸吸收氫氣與粗還原鐵粉反應(yīng)生成的水,由該裝置增重為反應(yīng)生成水的質(zhì)量可求得粗還原鐵粉中氧元素質(zhì)量;裝置E中堿石灰吸收甲烷與氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳,由該裝置增重為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量可計算出粗還原鐵粉中所含碳元素質(zhì)量.
點評:本題考查了常規(guī)性的冶煉鐵的原理及實驗的注意事項等,并在此基礎(chǔ)上通過對鐵冶煉原理的知識遷移,理解該題的實驗過程及目的,考查了知識的運用及實驗分析的能力.