Question

某興趣小組為探究“氧化鐵和銅粉”混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取一定質(zhì)量的混合物，按照右圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要“先通一氧化碳?xì)怏w，后加熱”的目的是

 

．
（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的方程式為

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)裝置B中的現(xiàn)象是

 

，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（4）該裝置的設(shè)計(jì)有一明顯不當(dāng)之處，你的改進(jìn)方案是

 

．
[定量分析]
該興趣小組按照科學(xué)的方案完成實(shí)驗(yàn)后，對(duì)充分反應(yīng)后的管內(nèi)固體X進(jìn)行如下后續(xù)實(shí)驗(yàn)探究：
回答下列問題：
（1）寫出固體X與稀鹽酸反應(yīng)的方程式：

 

．
（2）如何證明固體C已經(jīng)洗滌干凈？

 

．
（3）有色溶液B中含有的溶質(zhì)：

 

（填化學(xué)式）．
（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)流程，計(jì)算原混合物“氧化鐵和銅粉”中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的步驟、注意事項(xiàng)解答；根據(jù)金屬與酸反應(yīng)規(guī)律、酸的化學(xué)性質(zhì)及化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算分析解答．

解答：解：（1）一氧化碳具有可燃性，點(diǎn)燃時(shí)會(huì)可能發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)時(shí)要“先通一氧化碳?xì)怏w，后加熱”目的是排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
（2）一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
（3）實(shí)驗(yàn)裝置B中二氧化碳通入石灰水中，現(xiàn)象是 澄清石灰水變渾濁；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0
（4）一氧化碳有劇毒，不能直接排放到空氣中，故需將尾氣點(diǎn)燃或用氣球收集起來．
定量分析：（1）反應(yīng)后管內(nèi)固體是鐵和銅的混合物，加入過量鹽酸后，鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可求出鐵的質(zhì)量，根據(jù)鐵元素的質(zhì)量可求出氧化鐵的質(zhì)量．反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是鐵與鹽酸反應(yīng)生成的氯化亞鐵和剩余的鹽酸，固體C是銅，表面殘留著鹽酸，故可取最后的洗滌液滴加紫色石蕊試液，看是否變紅確定是否洗滌干凈．
故答案為：（1）排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸
（2）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
（3）石灰水變渾濁CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0
（4）將尾氣點(diǎn)燃或用氣球收集
定量分析：（1）Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（2）取最后的洗滌液滴加紫色石蕊試液，看是否變紅，若不變紅，說明已洗干凈．
（3）FeCl₂、HCl．
（4）設(shè)鐵的質(zhì)量為x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56              2
x               0.4g  

56

X

=

2

0.4g

     x=11.2g    
所以氧化鐵的質(zhì)量為  

11.2g×160

112

=16g，所以原混合物“氧化鐵和銅粉”中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

4g

4g+16g

×100%=20%

點(diǎn)評(píng)：化學(xué)反應(yīng)前后元素質(zhì)量守恒，根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可求出氧化鐵質(zhì)量，進(jìn)而求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．