Question

某鐵礦石的主要成分是Fe₂O₃，是冶煉金屬鐵的原料．某興趣小組想測定該鐵礦石中鐵的含量，利用氫氣來還原Fe₂O₃，設計了如下實驗方案（注：鐵礦石中的雜質在高溫下不分解，也不參加反應）．

（1）如果用鋅粒與濃鹽酸來制取氫氣，可以選擇圖㈠______（填序號）發(fā)生裝置；裝置②的主要儀器有分液漏斗、帶導管的雙孔膠塞和______（填儀器名稱）．
（2）制得的氫氣常含有少量水蒸氣和HCl氣體，若要得到干燥、純凈的氫氣，需要通過④和⑤裝置，則裝置按導管字母連接的順序是：發(fā)生裝置→______→______→______→______→收集裝置．

（3）若要檢驗氫氣中的雜質HCl，可把______裝置．中的試劑換成______，實驗中觀察到的現(xiàn)象是試劑變成了紅色．
（4）圖㈠中的③裝置是一個用排空氣法收集氫氣的裝置，由集氣瓶和導管組成，請你在方框內畫出該裝置．
（5）圖㈡是氫氣與鐵礦石樣品反應的裝置，在加熱反應之前要先通入一段時間的氫氣，原因是______；而在反應結束時先要停止加熱，一段時間后再停止通入氫氣，原因是______．

（6）已知參加反應的鐵礦石樣品的質量為m₁g，完全反應后剩余固體質量為m₂g，裝置⑦增加的質量為m₃g，裝置⑧增加的質量為m₄g．（假設每一步都進行完全）若要計算鐵礦石樣品中Fe₂O₃的質量分數(shù)，下面可計算到結果的數(shù)據(jù)組合有______．（填字母）
Am₁g與m₂g      B、m₁g與m₃g      C、m₁g與m₄g      D、m₂g與m₄g．

Answer 1

【答案】分析：依據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件來確定發(fā)生裝置，依據(jù)生成的氣體的密度和水溶性來確定收集裝置．
解答：解：（1）制取氫氣用鋅粒和鹽酸反應．故發(fā)生裝置選②，所用儀器為錐形瓶、分液漏斗、導管等．
（2）制取的氫氣中因含有水蒸氣和氯化氫氣體，所以我們先除去氯化氫氣體，再除去水蒸氣．
（3）檢驗氫氣中的雜質HCl時，我們用石蕊溶液來確定．所以我們可以把洗氣瓶內的氫氧化鈉換成石蕊試液．
（4）得分點：瓶口的方向；導管的長度，應為氫氣的密度比空氣小所以瓶口向下，導管深入到集氣瓶底部是為了能把集氣瓶內的空氣更好的排凈．
（5）凡是可燃性氣體與氧氣混合都有可能發(fā)生爆炸所以要在加熱前趕走裝置內的空氣，防止余熱的生成物鐵重新被空氣氧化，在加熱的情況下鐵會和空氣中的氧氣反應，故繼續(xù)通氫氣使其冷卻．
（6）A中據(jù)m₂鐵的質量再利用鐵在氧化鐵中的質量分數(shù)可求樣品中氧化鐵的質量，再利用得到礦石中氧化鐵的質量分數(shù)．B中則是依據(jù)裝置中水的質量計算還原的到氧元素質量計算氧化鐵的質量，其計算方法與A的計算方法基本相同．
故答案為：
（1）②、錐形瓶
（2）cdba
（3）⑤；石蕊試液
（4）見右圖．
（5）趕走裝置內的空氣，防止加熱爆炸
（6）AB．
點評：此題考查知識點較多，既有氫氣制取也有相關實驗的操作要點，更有氣體除雜及雜質氣體的驗證．