Question

【題目】興趣小組分析了用硫鐵礦燒渣(主要成份Fe2O3、Fe3O4、FeO等)制備鐵紅(Fe2O3)的流程圖并進行了鐵紅性質(zhì)實驗。

(一)鐵紅制備的流程圖

(1)寫出焙燒中一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式：______________________。

(2)實驗室完成操作1，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和____________(填儀器名稱)。

(3)你認為對氣體C最佳的處理方法是________（填選項序號）。

A．冷卻后排入空氣

B．燃燒后排放

C．再通入反應爐

(4)反應1的反應溫度一般需控制在35 ℃以下，其目的是______________________________。

(5)反應2中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如表，你認為該反應在常溫下能實現(xiàn)的原因是：_____。

洗滌干燥得到硫酸鉀晶體時，可選用下列______(選填序號，下同)洗滌劑

A．氯化鉀飽和溶液

B．水

C．硫酸鉀飽和溶液

為檢驗硫酸鉀晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入________，振蕩、靜置，再向上層清液中滴加________，觀察現(xiàn)象即可判斷。

A．硝酸銀溶液

B．過量的氯化鋇溶液

C．過量的硝酸鋇溶液

(二)鐵紅的性質(zhì)實驗

(1)實驗裝置

已知：草酸晶體(H2C2O4·3H2O)在濃H2SO4作用下受熱分解，化學方程式為H2C2O4·3H2OCO2↑＋CO↑＋4H2O

①實驗前應先______________________。

②進入E中的氣體是純凈、干燥的一氧化碳，則B、D中的試劑依次是______、______(填字母編號)。

A．濃硫酸

B．澄清的石灰水

C．氫氧化鈉溶液

③C裝置的作用是________________________________。

(2)數(shù)據(jù)分析與計算：

用SDTQ600熱分析儀對氧化鐵和一氧化碳進行熱反應分析，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成管內(nèi)剩余固體質(zhì)量與反應溫度的關(guān)系如圖2。

已知鐵的氧化物有FeO、Fe3O、Fe2O3，在一定的條件下，都能夠逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵。

①800 ℃以上時，管內(nèi)固體成分的化學式為___________。

②寫出管內(nèi)固體質(zhì)量由48 g變?yōu)?/span>46.4 g時反應的化學方程式：________________________。

(3)實驗評價

請指出問題討論中實驗裝置的一個明顯缺陷：__________________________。

Answer 1

【答案】Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 漏斗 C 防止碳酸氫銨受熱分解 常溫下K2SO4的溶解度小 C C A 檢查裝置氣密性 C A 檢驗二氧化碳是否被除盡 Fe 3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2 缺少尾氣處理裝置

【解析】

(一)(1)根據(jù)方程式的寫法進行回答；

(2)根據(jù)過濾時用到的玻璃儀器考慮；

(3)根據(jù)一氧化碳過量及一氧化碳的化學性質(zhì)及用途分析；

(4)根據(jù)碳酸氫銨受熱易分解考慮；

(5)根據(jù)生成物的溶解度大小分析反應能否發(fā)生；根據(jù)實驗的目的分析可知，檢驗氯離子時需要排除硫酸根離子的干擾。

(二)(1)①草酸晶體(H2C2O43H2O)在濃硫酸作用下受熱分解，實驗前應先檢查裝置的氣密性；

②二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗，還可以檢驗二氧化碳是否除盡，二氧化碳可以用濃硫酸干燥；

③澄清石灰水是驗證氣體中是否含有二氧化碳的；

(2)①通過分析資料確定，800℃時氧化鐵和一氧化碳進行反應的產(chǎn)物；

②根據(jù)質(zhì)量變化分析生成物，再寫出化學方程式；

(3)一氧化碳會污染空氣。

(一)(1)反應物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，反應條件是高溫，用觀察法配平即可，所以方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

故答案為：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；

(2)操作1是把不溶于液體的固體和液體分離，是過濾，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；

故答案為：漏斗；

(3)反應爐中一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，過量的一氧化碳會隨二氧化碳逸出，因此氣體B為一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，通過足量的氫氧化鈉溶液后，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，因此氣體C主要成分是一氧化碳，一氧化碳可作為還原劑，通入反應爐，重復利用；

故答案為：C；

(4)因為碳酸氫銨受熱分解為氨氣、水、二氧化碳，所以反應I的反應溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止碳酸氫銨受熱分解；

故答案為：防止碳酸氫銨受熱分解；

(5)根據(jù)復分解反應發(fā)生的條件，反應2中沒有不溶物，但常溫下硫酸鉀的溶解度較小，在生成物中會以沉淀形式出現(xiàn)，所以反應可以發(fā)生；用硫酸鉀飽和溶液清洗硫酸鉀晶體，硫酸鉀晶體不會減少，如果用水或其它溶液都會溶解一部分硫酸鉀晶體；因為硫酸根離子和銀離子也會生成白色的硫酸銀沉淀，所以需要先檢驗硫酸根離子，然后再檢驗氯離子，檢驗硫酸根離子可以加入硝酸鋇溶液，加入氯化鋇溶液，會引入氯離子，對氯離子的檢驗后造成干擾，所以為檢驗此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入c，振蕩、靜置，再向上層清液中滴加a，觀察現(xiàn)象即可判斷；

故答案為：常溫下K2SO4的溶解度��；C；C；A；

(二)(1)①實驗中有氣體參與，實驗前應先檢查裝置的氣密性，否則會由于漏氣使實驗失��；

故答案為：檢查裝置氣密性；

②分解生成的氣體中含有一氧化碳和二氧化碳，二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗，還可以檢驗二氧化碳是否除盡，一氧化碳可以用濃硫酸干燥；所以A中盛放的是氫氧化鈉溶液，吸收二氧化碳，氫氧化鈣是驗證二氧化碳是否被除凈，C中盛放的是濃硫酸，吸收水分；

故答案為：C；A；

③裝置F是吸收E中生成二氧化碳的量，因此需要進入E裝置的氣體中沒有二氧化碳，因此C裝置是檢驗二氧化碳是否除盡；

故答案為：驗證二氧化碳已除盡；

(2)①由鐵的氧化物有：FeO、Fe304、Fe2O3，在一定的條件下，均能夠逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵，可知在800℃以上時，管內(nèi)固體質(zhì)量不再減少，說明只有鐵了；

故答案為：Fe；

②根據(jù)固體質(zhì)量的減少量可知開始一氧化碳與氧化鐵反應生成四氧化三鐵，隨著溫度升高再生成氧化亞鐵，最后生成鐵，所以在管內(nèi)固體質(zhì)量由48g變?yōu)?/span>46.4g時反應物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是四氧化三鐵和二氧化碳，用觀察法配平即可，所以方程式是：3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2；

故答案為：3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2；

(3)【實驗評價】沒有反應完的一氧化碳會污染空氣，所以該裝置的缺點是缺少尾氣處理裝置；

故答案為：缺少尾氣處理裝置。