Question

12．某化學(xué)小組查閱資料得知：在不同溫度下，甲烷（CH₄）可將氧化鐵（Fe₂O₃）還原為Fe、Fe₃O₄中的一種或兩種．他們?yōu)樘骄考淄榕c氧化鐵反應(yīng)后產(chǎn)物（黑色粉末）的成分，實(shí)驗(yàn)如下：
（1）按圖1裝置連接好儀器，檢查裝置的氣密性后，往裝置中添加藥品．向黑色粉末中滴加稀硫酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生且廣口瓶中有水被壓入量筒內(nèi)，說(shuō)明黑色粉末中含有Fe，產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．若通過(guò)測(cè)產(chǎn)生的氣體體積來(lái)確定樣品中某種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，裝置中導(dǎo)管b的作用除了可以調(diào)節(jié)氣壓，使分液漏斗中液體順利流下，還可以防止滴加稀硫酸時(shí)生成的氣體從分液漏斗逸出．
（2）按圖2裝置連接好儀器（圖中夾持設(shè)備已略去）并檢查裝置的氣密性，然后往裝置中添加藥品．
①檢查氣密性的方法可以是先夾緊左側(cè)的止水夾K，然后將右側(cè)導(dǎo)管通入水中，用酒精燈對(duì)C中玻璃管微微加熱，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口有氣泡冒出 現(xiàn)象，說(shuō)明裝置氣密性良好．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先打開(kāi)止水夾K并通入含有少量CO₂的CO氣體，持續(xù)一段時(shí)間后再點(diǎn)燃裝置C處的酒精噴燈，這樣先后操作的目的是排盡裝置內(nèi)空氣，防止爆炸．
②裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，裝置B中濃硫酸的作用是吸收水分，D裝置的作用是防倒吸．
③實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置E中石灰水變渾濁，則黑色粉末中含有Fe₃O₄，該實(shí)驗(yàn)的不足之處是缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)加入稀硫酸，黑色固體部分溶解產(chǎn)生氣泡，在黑色物中只有鐵粉和硫酸能夠反應(yīng)得到氫氣氣體解答；
根據(jù)防止滴加稀硫酸時(shí)生成的氣體從分液漏斗逸出解答；
（2）
①根據(jù)一氧化碳點(diǎn)燃時(shí)易發(fā)生爆炸解答；
②根根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)濃硫酸具有吸水性解答；
據(jù)防止E中的石灰水被倒吸進(jìn)玻璃管解答；
③根據(jù)題中信息解答；一氧化碳有毒，要有尾氣處理裝置．

解答 解：（1）①加入稀硫酸，黑色固體部分溶解產(chǎn)生氣泡，在黑色物中只有鐵粉和硫酸能夠反應(yīng)得到氫氣氣體，則黑色粉末中含有鐵；反應(yīng)方程式為Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
②導(dǎo)管b的作用是使儀器a、c內(nèi)壓強(qiáng)相等，便于分液漏斗內(nèi)液體流下；
（2）
①檢查氣密性的方法可以是先夾緊左側(cè)的止水夾K，然后將右側(cè)導(dǎo)管通入水中，用酒精燈對(duì)C中玻璃管微微加熱，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口有氣泡冒出，現(xiàn)象，說(shuō)明裝置氣密性良好．一氧化碳點(diǎn)燃時(shí)易發(fā)生爆炸，點(diǎn)燃前要排凈裝置內(nèi)的空氣，所以續(xù)一段時(shí)間后再點(diǎn)燃裝置C處的酒精噴燈的原因是趕走裝置中的空氣，防止發(fā)生爆炸；
②二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O； 濃硫酸具有吸水性，裝置B中濃硫酸的作用是除去氣體中的水蒸氣，干燥CO；D裝置的作用是防止E中的石灰水倒吸進(jìn)玻璃管；
③裝置E中石灰水變渾濁，說(shuō)明有二氧化碳生成，只有Fe₃O₄和一氧化碳反應(yīng)生成二氧化碳，則黑色粉末中含有；一氧化碳有毒，為防止污染空氣，應(yīng)將尾氣點(diǎn)燃．
答案：
（1）Fe   Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑    防止滴加稀硫酸時(shí)生成的氣體從分液漏斗逸出
（2）
①導(dǎo)管口有氣泡冒出  排盡裝置內(nèi)空氣，防止爆炸
②CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，吸收水分，防倒吸     
③Fe₃O₄   缺少尾氣處理裝置

點(diǎn)評(píng) 熟悉常見(jiàn)物質(zhì)的特征性顏色和特征性反應(yīng)，注意平時(shí)多總結(jié)歸納，利于物質(zhì)推斷題的解答．