Question

還原性鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹．現(xiàn)有m₁ g生銹的鐵粉樣品，某興趣小組同學(xué)按下圖所示裝置進(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）．
（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（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

 

（填序號(hào)），實(shí)驗(yàn)時(shí)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
①澄清石灰水     ②氫氧化鈉濃溶液     ③稀鹽酸     ④水
（3）上述實(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：①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；②停止加熱后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③

 

．
（4）完全反應(yīng)后，甲同學(xué)稱得鐵粉的質(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

 

．
（5）請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)尾氣的處理方法

 

．

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）還可以還原氧化鐵生成二氧化碳；
（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）一氧化碳有毒，逸散到空氣中會(huì)污染空氣，所以想法收集．

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）CO除上述兩作用外，作還原劑還原氧化鐵．
故答案為：作還原劑還原氧化鐵
（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X
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂    
    160              132
     X                 m₃g

160

x

=

132

m3g

，X=

40m3

33

所以樣品中含氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

40m3 33

m1

× 100%=

40m3

33m1

．
思路2：由于固體是質(zhì)量減少的，所以也可以借助m₁-m₂質(zhì)量差值來(lái)求算氧化鐵的質(zhì)量．所以設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為y．
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂△m
     160        112         48
      y                   （m₁-m₂）g

160

48

=

y

m1-m2

，y=

10

3

（m1-m2）g．
所以樣品中含氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

10 3 (m1-m2)

m1

×100%
（5）用氣球收集或用酒精燈點(diǎn)燃該氣體．
故答案為：
（1）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）②，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（4）

40m3

33m1

或者為

10 3 (m1-m2)

m1

×100%；
（5）用氣球收集．

點(diǎn)評(píng)：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)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．