Question

20．鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹．現(xiàn)有m₁g生銹的鐵粉樣品，某興趣小組同學(xué)按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（CO氣體極難溶于水，鐵銹按氧化鐵處理）．

（1）裝置甲中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（2）某同學(xué)欲通過乙裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，測定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．乙中的最佳試劑是③．（選填序號）．
①水
②稀鹽酸
③氫氧化鈉濃溶液
④澄清石灰水
（3）上述實(shí)驗(yàn)過程中，CO氣體除作為反應(yīng)物外，還能起到的作用是：實(shí)驗(yàn)開始時，排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；停止加熱后，防止甲中生成物被氧化，防止乙中的溶液倒吸入甲中等．請你再寫出一點(diǎn)CO氣體在上述實(shí)驗(yàn)中起到的作用將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中
（4）完全反應(yīng)后，該同學(xué)稱得鐵粉的質(zhì)量為m₂g，同時測得裝置乙增重m₃g，則鐵粉樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{40{m}_{3}}{33{m}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵寫出化學(xué)反應(yīng)式；
（2）氫氧化鈉濃溶液可以很好的吸收二氧化碳?xì)怏w，我們可以通過稱量化學(xué)反應(yīng)前后的B裝置質(zhì)量，和化學(xué)反應(yīng)式計算樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）還可促使生成的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入裝置B；
（4）根據(jù)裝置B增重m₃g，計算出氧化鐵的質(zhì)量，然后根據(jù)鐵粉樣品的總質(zhì)量計算氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)式是：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故答案為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）能很好的吸收二氧化碳的物質(zhì)是氫氧化鈉濃溶液，所以欲通過B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，測定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．應(yīng)選用的最佳試劑是③氫氧化鈉濃溶液．它與二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．故答案為：③；
（3）CO除上述兩作用外，還可以將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中．
故答案為：將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（4）裝置B增重m₃g，說明有m₃g二氧化碳生成，所以我們可以設(shè)生成m₃g二氧化碳需要氧化鐵的質(zhì)量為x．
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
     160           132
     x             m₃g
則$\frac{160}{132}=\frac{x}{{m}_{3}g}$，解得x=$\frac{4{0m}_{3}g}{33}$，所以樣品中含氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{40{m}_{3}g}{33}{÷m}_{1}$=$\frac{40{m}_{3}}{33{m}_{1}}$．
故答案為：
（1）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（2）③；
（3）將產(chǎn)生的CO₂完全壓入B裝置或其他合理答案
（4）40m₃/33m₁

點(diǎn)評 本題通過一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)，考查相關(guān)化學(xué)反應(yīng)式的書寫和計算，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識，才可做好此題．