Question

16．鋼鐵是使用最多的金屬材料．某校興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下做用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．

加熱草酸（H₂C₂O₄）和濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{加熱}$CO↑+CO₂↑+H₂O請回答下列問題：
（1）B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
（2）C裝置無明顯現(xiàn)象，C裝置的作用是證明A裝置中生成的二氧化碳已被B裝置中的氫氧化鈉溶液完全吸收
（3）D裝置中濃硫酸的作用是干燥一氧化碳?xì)怏w
（4）E裝置玻璃管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅色粉末變成黑色，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（5）F裝置的作用是：證明一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成了二氧化碳，燃燒未參加反應(yīng)的一氧化碳，防止其污染空氣
（6）若將冶煉出來的11.5g生鐵與116.2g稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后剩余物質(zhì)的質(zhì)量為127.3g，求反應(yīng)后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)在B裝置中氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉和水進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)澄清石灰水能檢驗(yàn)二氧化碳的存在分析判斷；
（3）根據(jù)濃硫酸具有很好的吸水性進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳進(jìn)行分析；
（5）從F裝置中的溶液成分以及對尾氣的處理分析即可；
（6）根據(jù)鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣進(jìn)行分析．

解答 解：（1）在B裝置中氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉和水，化學(xué)方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）C裝置中的澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，而C裝置中無明顯現(xiàn)象，說明二氧化碳已被氫氧化鈉溶液完全吸收；
（3）由于濃硫酸具有很好的吸水性，可用來干燥一氧化碳?xì)怏w；
（4）在E裝置中的氧化鐵在CO的還原作用下，生成了鐵和二氧化碳，所以實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是：紅色的氧化鐵粉末變成黑色，化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）①由澄清的石灰水變渾濁，檢驗(yàn)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)后有二氧化碳?xì)怏w生成；②利用燃燒法處理多余的一氧化碳?xì)怏w，防止空氣污染；
（6）生成氫氣的質(zhì)量為：11.5g+116.2g-127.3g=0.4g，
設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵質(zhì)量為y
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56       127  2
x         y  0.4g
 $\frac{56}{x}$=$\frac{127}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$
  x=11.2g
  y=25.4g
所以反應(yīng)后所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{25.4g}{127.3g+11.2g-0.4g}$×100%=18.4%．
故答案為：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）證明A裝置中生成的二氧化碳已被B裝置中的氫氧化鈉溶液完全吸收；
（3）干燥一氧化碳?xì)怏w；
（4）紅色粉末變成黑色，3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）證明一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成了二氧化碳，燃燒未參加反應(yīng)的一氧化碳，防止其污染空氣；
（6）18.4%．

點(diǎn)評 本題考查一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置及相關(guān)問題，屬于課本基本實(shí)驗(yàn)的延伸，難度不大，要明確實(shí)驗(yàn)的目的及試劑的作用．