Question

（2005?鎮(zhèn)江）某校化學(xué)課外興趣小組的同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)課上展示了一套如圖所示的實驗裝置（假設(shè)每步化學(xué)反應(yīng)都完全，氧化鐵樣品中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．

查閱資料：草酸在濃硫酸存在時加熱發(fā)生如下反應(yīng)：
H₂C₂O₄

濃硫酸  .

CO↑+CO₂↑+H₂O
通過討論，同學(xué)們對這套裝置有了多種認(rèn)識．
（1）第一小組同學(xué)說：從實驗安全和實驗操作程序看，首先要檢查裝置的氣密性，實驗開始先加熱

A

（填A(yù)或D）處，實驗結(jié)束時，應(yīng)

先

（填先或后）停止D處的加熱；從環(huán)保的角度講，在E裝置后還應(yīng)對尾氣進(jìn)行處理，其方法是：

點燃或收集起來

．
（2）第二小組的同學(xué)說：用該實驗裝置可以檢驗一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的產(chǎn)物，其中B裝置的作用

除去A中生成的二氧化碳

；E裝置的作用

檢驗并吸收D裝置生成的二氧化碳

；一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe

．
（3）第三小組的同學(xué)說：利用這套裝置還可以測定氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．他們的測定方法是：稱量氧化鐵樣品的質(zhì)量10.0g，樣品與玻璃管的總質(zhì)量為60.0g，完全反應(yīng)并冷卻后再稱量玻璃管與剩余固體的總質(zhì)量為57.6g．計算實驗測得氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

80%

．
（4）第四小組同學(xué)說：利用這套裝置還有另外測定樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法：先稱量氧化鐵樣品的質(zhì)量，再分別稱量E裝置在反應(yīng)前后的總質(zhì)量，即可計算求得樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．但按此方法實際實驗測定結(jié)果卻偏大，分析造成偏大的原因可能是

B裝置吸收CO₂不充分；E吸收了裝置里空氣中的CO₂或者外界CO₂進(jìn)入的干擾

．

Answer 1

分析：本題是在原有一氧化碳還原氧化鐵的實驗基礎(chǔ)上增加了制取純凈的一氧化碳的實驗，由題中信息，草酸分解后得到的一氧化碳中混有二氧化碳和水蒸氣，因此要預(yù)先除掉二氧化碳．氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)消耗二氧化碳，濃硫酸具有吸水性除去水分．產(chǎn)生的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，過程中可能一氧化碳過多，必須對尾氣進(jìn)行處理．（3）中氧化鐵還原為鐵，質(zhì)量減輕，運(yùn)用差量法可求出氧化鐵的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求算．

解答：解：（1）從實驗安全和實驗操作程序看，實驗開始先加熱A處，防止發(fā)生爆炸，實驗結(jié)束時，應(yīng)先停止加熱氧化鐵；一氧化碳有毒，過程中可能一氧化碳過多，必須對尾氣進(jìn)行處理，可采取用氣球收集或點燃的方法．
（2）B裝置內(nèi)是氫氧化鈉能吸收產(chǎn)生的二氧化碳，E裝置則是吸收并檢驗二氧化碳的存在，D裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe；
（3）原有樣品為氧化鐵（10g），玻璃管的質(zhì)量為50g，故反應(yīng)后為剩余固體為（7.6g），減少的質(zhì)量為2.4g，實質(zhì)就是氧元素的質(zhì)量，運(yùn)用差量法解題
設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為X
  3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe△m
      160             112      48
       X           （10-7.6）g
 

160

X

=

48

2.4g

X=8g
氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8g

10g

×100%=80%
（4）E裝置在反應(yīng)后增加的質(zhì)量是反應(yīng)中生成的二氧化碳的質(zhì)量，如果B裝置吸收CO₂不充分或E吸收了裝置里空氣中的CO₂或者外界CO₂進(jìn)入的干擾，就會使二氧化碳的質(zhì)量增大，實際測定結(jié)果就會偏大：
故答案為：（1）A；先；氣球收集或點燃；
（2）吸收A中反應(yīng)生成的二氧化碳；檢驗D中反應(yīng)生成的二氧化碳；3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe；
（3）80%；
（4）B裝置吸收CO₂不充分；E吸收了裝置里空氣中的CO₂或者外界CO₂進(jìn)入的干擾（給出一條合理答案即可）．

點評：本題考查了一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)原理、步驟、實驗現(xiàn)象、尾氣處理以及應(yīng)用．要注意有毒氣體不能隨意排放，必須經(jīng)過處理后變成無害物質(zhì)再排放．