Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料．在今年的化學(xué)活動(dòng)周中，某校興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下做了有關(guān)鐵的實(shí)驗(yàn)．用干燥純凈的一氧化碳還原赤鐵礦中的氧化鐵，并求出赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實(shí)驗(yàn)裝置如下圖：

其中A是實(shí)驗(yàn)室用草酸（H₂C₂O₄）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：H₂C₂O₄ H₂O+CO₂↑+CO↑．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是______．
（2）C裝置無(wú)明顯現(xiàn)象，C裝置的作用是______．D裝置中濃硫酸的作用是______．
（3）E裝置中赤鐵礦樣品的質(zhì)量為5g，完全反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為3.8g，則赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____．
（4）F裝置的作用是______．

Answer 1

解：（1）B中的溶液是氫氧化鈉，能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，用于除去二氧化碳，其方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）C中無(wú)明顯現(xiàn)象說(shuō)明氣體通過(guò)B后已無(wú)二氧化碳?xì)怏w的存在，從而起到檢驗(yàn)草酸生成的混合氣體中二氧化碳是否除盡的作用；
D中濃硫酸具有吸水性，用于吸水干燥以得到干燥的一氧化碳；
（3）由題意可知道，反應(yīng)前后固體的質(zhì)量之差為5克-3.8克=1.2g，這減少的質(zhì)量就是三氧化二鐵被CO還原后失去的氧的質(zhì)量．
在Fe₂O₃中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=30%，由氧的質(zhì)量可求得Fe₂O₃的質(zhì)量1.2克÷30%=4g，所以赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80%；
（4）澄清石灰水能檢驗(yàn)E裝置反應(yīng)產(chǎn)物中是否含有二氧化碳，收集燃燒則是處理掉多余的一氧化碳，以防有毒的一氧化碳污染空氣；
故答案為：（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）檢驗(yàn)草酸生成的混合氣體中二氧化碳是否被除盡；吸水干燥；
（3）80%；
（4）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；利用燃燒法處理多余的一氧化碳?xì)怏w，防止空氣污染．
分析：（1）依據(jù)該裝置的作用是除去二氧化碳，書(shū)寫(xiě)出正確的方程式；
（2）依據(jù)澄清石灰水能檢驗(yàn)二氧化碳的存在分析判斷；濃硫酸的吸水性分析；
（3）根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義推算；
（4）從F裝置中的溶液成分以及對(duì)尾氣的處理分析即可；
點(diǎn)評(píng)：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(wèn)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．