Question

5．某學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)煉鐵的原理，設(shè)計下列實(shí)驗(yàn)裝置煉鐵（加持儀器略去）：

已知甲中發(fā)生的反應(yīng)為HCOOH（甲酸）$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO↑+H₂O，甲酸常溫下是一種無色有刺激性氣味的液體，濃硫酸在該反應(yīng)中起脫水劑作用．請回答下列問題：
（1）甲中儀器a和b的名稱分別是分液漏斗、圓底燒瓶．
（2）乙的作用是除去CO中的甲酸和水蒸氣．
（3）寫出丙中硬質(zhì)玻璃管里發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）反應(yīng)結(jié)束后，丙中紅棕色粉末變黑色，某同學(xué)猜測黑色產(chǎn)物中可能含有碳單質(zhì)，老師否定了這種猜測，其理由是從氧化還原反應(yīng)原理角度分析（化合價升降），不可能產(chǎn)生碳單質(zhì)．
（5）如果去掉戊處的酒精燈，帶來的不良后果是CO在空氣中遇到明火會發(fā)生爆炸．實(shí)驗(yàn)將近完成時，熄滅裝置甲、丙、戊中酒精燈的先后順序?yàn)楸�、甲、戊�?br />（6）該小組對黑色實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物進(jìn)行了元素組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析，其中ω（O）=12.5%，其余為Fe，若黑色產(chǎn)物為Fe和Fe₃O₄的混合物，則n（Fe）：n（Fe₃O₄）=5：1．

Answer 1

分析 由圖可知，a為分液漏斗，b為圓底燒瓶，甲中發(fā)生的反應(yīng)為HCOOH（甲酸）$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO↑+H₂O，乙中堿石灰可干燥CO，除去雜質(zhì)，丙中發(fā)生Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，丁中石灰水可檢驗(yàn)生成的二氧化碳，最后點(diǎn)燃處理尾氣CO，以此解答（1）～（5）；
（6）設(shè)總質(zhì)量為1g，則鐵為xg，F(xiàn)e₃O₄為（1-x）g，根據(jù)鐵的含量列方程求解．

解答 解：（1）由圖可知a、b分別為分液漏斗、圓底燒瓶，故答案為：分液漏斗；圓底燒瓶；
（2）乙裝置加堿石灰其主要成分是CaO和NaOH，因此其作用是除雜即NaOH具有堿性故除去CO中的甲酸，CaO可做干燥劑故除去CO中的水蒸氣，
故答案為：除去CO中的甲酸和水蒸氣；
（3）由甲制得CO，發(fā)生Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（4）因?yàn)镃O作還原劑化合價升高不可能生成碳單質(zhì)，故答案為：從氧化還原反應(yīng)原理角度分析（化合價升降），不可能產(chǎn)生碳單質(zhì)；
（5）因?yàn)镃O是有毒的可燃性氣體，不純時遇到明火會發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)將近完成時，防止倒吸先熄滅裝置丁中酒精燈，尾氣處理最后熄滅，所以熄滅裝置甲、丙、戊中酒精燈的先后順序?yàn)槎　⒓�、乙�?br />故答案為：CO在空氣中遇到明火會發(fā)生爆炸；丙、甲、戊；
（6）設(shè)總質(zhì)量為1g，則鐵為xg，F(xiàn)e₃O₄為（1-x）g，又氧的含量為12.5%，所以$\frac{（1-x）×64}{232}$=12.5%，解得x=0.55，所以m（Fe）=0.55g，m（Fe₃O₄）=0.45g，則$\frac{n（Fe）}{n（F{e}_{3}{o}_{4}）}$=$\frac{\frac{\frac{0.55}{56}}{0.45}}{232}$=5：1，故答案為：5：1．

點(diǎn)評 本題考查了氣體的制備及其工業(yè)煉鐵的裝置的選擇等，題目涉及的知識點(diǎn)較多，側(cè)重于基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用的考查，題目難度中等．