Question

12．現(xiàn)有含雜質(zhì)的氧化鐵樣品（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），為了測定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，某同學(xué)取該樣品10g，如圖為該同學(xué)在實驗室用一氧化碳還原氧化鐵的裝置示意圖．得到如下兩組數(shù)據(jù)：

	反應(yīng)前	氧化鐵完全反應(yīng)后
a	玻璃管和氧化鐵樣品的質(zhì)量43.7g	玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量7.6g
b	集氣瓶和澄清石灰水的質(zhì)量180g	集氣瓶和集氣瓶中物質(zhì)的質(zhì)量186.6g

（1）在給氧化鐵樣品加熱前，先通一會兒一氧化碳，其目的是趕走試管里的空氣，使測定的數(shù)據(jù)準確，同時也能夠防止爆炸
（2）在A處觀察到的實驗現(xiàn)象是玻璃管里的粉末由紅色逐漸變成黑色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；B處觀察到的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）你認為，應(yīng)當(dāng)選擇a組的實驗數(shù)據(jù)來計算樣品氧化鐵樣品的質(zhì)量分數(shù)，計算的結(jié)果為80%．
（4）該同學(xué)所用實驗裝置的不足之處是沒有尾氣處理．你認為改進的措施是B裝置的出口處，用酒精燈點燃．

Answer 1

分析 （1）在給氧化鐵樣品加熱前，先通一會兒一氧化碳，既能夠排出玻璃管中的空氣，又能夠防止爆炸；
（2）氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下能生成鐵和二氧化碳，一氧化碳不溶于水，二氧化碳能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水；
（3）a組數(shù)據(jù)可以根據(jù)固體的質(zhì)量變化求出氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，b組數(shù)據(jù)由于右側(cè)可能存在二氧化碳的干擾，導(dǎo)致無法能夠求出氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)．一氧化碳能夠污染環(huán)境．

解答 解：（1）在給氧化鐵樣品加熱前，先通一會兒一氧化碳，其目的是趕走試管里的空氣，使測定的數(shù)據(jù)準確，同時也能夠防止爆炸；
（2）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，所以在A處觀察到的實驗現(xiàn)象是玻璃管里的粉末由紅色逐漸變成黑色；
氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，所以B處觀察到的現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁；
二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）a組數(shù)據(jù)可以根據(jù)固體的質(zhì)量變化求出氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，b組數(shù)據(jù)由于右側(cè)可能存在二氧化碳的干擾，導(dǎo)致無法能夠求出氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)；
解：固體前后質(zhì)量變化是：43.7g-41.3g=2.4g．
設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為x
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．  固體質(zhì)量變化
160          112            48
 x                          2.4g
$\frac{160}{x}$=$\frac{48}{2.4g}$
x=8g
氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{8g}{10g}$×100%=80%；
（4）該同學(xué)所用實驗裝置的不足之處是：B裝置的出口處，應(yīng)有一個尾氣處理裝置，防止一氧化碳對空氣造成污染．
故答案為：（1）趕走試管里的空氣，使測定的數(shù)據(jù)準確，同時也能夠防止爆炸；
（2）玻璃管里的粉末由紅色逐漸變成黑色；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；澄清石灰水變渾濁；Ca（OH）₂ +CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）a，80%；
（4）沒有尾氣處理，B裝置的出口處，用酒精燈點燃．

點評 本題主要考查實驗現(xiàn)象、計算、化學(xué)方程式的書寫等方面的知識，書寫化學(xué)方程式時要遵循質(zhì)量守恒定律．