Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)研究高爐煉鐵的化學(xué)原理，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）已知HCOOH（甲酸）

濃H2SO4  .

△

CO↑+H₂O，根據(jù)該反應(yīng)制取CO，A處應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是

 

（填小寫字母序號(hào)）；

（2）裝置中儀器①的名稱是

 

；裝置B內(nèi)所盛放濃硫酸作用是干燥CO，D裝置的作用為

 

（用化學(xué)方程式表示）．
（3）①實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃

 

（填“A”或“C”）的熱源；②反應(yīng)前后C裝置玻璃管內(nèi)物質(zhì)顏色變化是

 

；③C裝置玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
④檢驗(yàn)C中的產(chǎn)物是否為鐵的方法是

 

；
⑤待C裝置玻璃管內(nèi)物質(zhì)冷卻后再停止通CO的目的是

 

．
（4）該裝置有一個(gè)明顯的缺陷，改進(jìn)的方法為

 

．
（5）用高爐煉鐵得到含雜質(zhì)的鐵10g（雜質(zhì)不溶于水，也不參加反應(yīng)）與100g稀硫酸恰好完全反應(yīng)，濾去雜質(zhì)，得到濾液質(zhì)量為108.1g，則含雜質(zhì)的鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：一氧化碳還原氧化鐵,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件選擇發(fā)生裝置；
（2）據(jù)圖填寫儀器、裝置所起的作用和所需的藥品；
（3）據(jù)煉鐵的步驟及注意事項(xiàng)進(jìn)行分析；二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；
（4）據(jù)一氧化碳有毒，需進(jìn)行尾氣處理分析．
（5）一氧化碳具有還原性，能與氧化鐵高溫反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式解答即可．

解答：解：（1）反應(yīng)物為液體，條件為加熱，故A處應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是a；
（2）裝置中儀器①的名稱是鐵架臺(tái)；D裝置中二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃 A處的熱源，產(chǎn)生一氧化碳，并不斷通入C裝置；C處的現(xiàn)象是由紅棕色變?yōu)楹谏�；反�?yīng)方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
 檢驗(yàn)C中的產(chǎn)物是否為鐵的方法是能被磁鐵吸引，加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色；待硬質(zhì)粗玻璃管內(nèi)物質(zhì)冷卻后再停止通CO的目的是為了防止生成的鐵被氧化和澄清石灰水倒流入玻璃管內(nèi)使較熱的玻璃管炸裂；
（4）實(shí)驗(yàn)中有一部分一氧化碳釋放到了空氣中，由于一氧化碳有毒，會(huì)污染空氣，因此必須要對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理．處理方法將尾氣進(jìn)行點(diǎn)燃火收集起來都可；
（5）根據(jù)題意設(shè)純鐵的質(zhì)量為x，則生成氫氣的質(zhì)量為：x+100g-108.1g=x-8.1g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x            x-8.1g

56

2

=

x

x-8.1g

，
x=8.4g
故鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

8.4g

10g

×100%=84%

故答案為：（1）a；
（2）鐵架臺(tái)；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）A；紅色固體變?yōu)楹谏�；Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；能被磁鐵吸引，加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色；為了防止生成的鐵被氧化和澄清石灰水倒流入玻璃管內(nèi)使較熱的玻璃管炸裂；
（4）將尾氣進(jìn)行點(diǎn)燃．
（5）：84%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理、裝置、步驟、現(xiàn)象和注意事項(xiàng)，難度稍大．