Question

10．工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe₂O₃，還含有少量的FeO、Fe₃O₄．為了測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的實驗（假設(shè)每步反應(yīng)均完全進(jìn)行），請你參與過程分析．
【查閱資料】堿石灰能充分吸收CO₂

【問題討論】
（1）實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性．
（2）寫出裝置A玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO．
（3）實驗過程中，應(yīng)先點燃A（填“A”或“B”）裝置中的酒精噴燈．實驗結(jié)束時，應(yīng)先熄滅B（填“A”或“B”）裝置中的酒精噴燈，目的是防止鐵在高溫時被重新氧化．
【數(shù)據(jù)分析與計算】
（4）稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進(jìn)行實驗，測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實驗前后稱得C裝置增重6.6g，則此鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是76%．
【實驗評價】整套裝置還有一個明顯的不足之處是缺少尾氣處理裝置．
（5）甲同學(xué)建議在裝置D處放置燃著的酒精燈以點燃尾氣，同學(xué)們認(rèn)為在點燃之前，應(yīng)對尾氣先驗純以確保安全．
（6）乙同學(xué)認(rèn)為廢氣中的一氧化碳可以回收利用，于是設(shè)計如下裝置來代替C裝置，以除去廢氣中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳．其中最合理的裝置是③（填序號，瓶內(nèi)為足量澄清石灰水）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性解答；
（2）根據(jù)碳和二氧化碳在高溫下生成一氧化碳解答；
（3）根據(jù)加熱之前通入一氧化碳的目的是：將裝置中的空氣排出，防止發(fā)生爆炸；加熱之后通入一氧化碳的目的是：驅(qū)趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被E裝置中堿石灰全部吸收解答；
（4）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計算；
（5）根據(jù)點燃一氧化碳可能爆炸解答；
（6）根據(jù)氫氧化鈉溶液能把二氧化碳充分吸收，必須從左邊的長管進(jìn)入；一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，在上方聚集，液體從右邊的長管排出解答．

解答 解：
（1）實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）碳和二氧化碳在高溫下生成一氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（3）實驗過程中，應(yīng)先點燃A裝置中的酒精噴燈，后點B，加熱之前通入一氧化碳的目的是：將裝置中的空氣排出，防止發(fā)生爆炸；實驗結(jié)束時，應(yīng)先熄滅B裝置中的酒精噴燈，目的是熄滅之后通入一氧化碳的目的是：防止鐵在高溫時被重新氧化．
（4）如果全部是氧化鐵，鐵的最少量是10g×70%=7.0g；
如果全部是氧化亞鐵，鐵的最大量是10g×78%=7.8g
E裝置增重6.6g，那么二氧化碳是6.6g，氧元素的質(zhì)量=6.6g×$\frac{32}{44}$×100%=4.8g，
因為4.8g氧元素的質(zhì)量一半來自于一氧化碳，一半來自于鐵的氧化物，那么鐵紅中氧元素的質(zhì)量是4.8g÷2=2.4g，
則鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{10g-2.4g}{10g}$×100%=76%；
（5）點燃一氧化碳可能爆炸，在點燃之前，應(yīng)對尾氣先驗純以確保安全；
（6）氫氧化鈉溶液能把二氧化碳充分吸收，必須從左邊的長管進(jìn)入；一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，在上方聚集，液體從右邊的長管排出，故答案為：③．
答案：
（1）檢查裝置的氣密性；
（2）CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（3）A；B；防止鐵在高溫時被重新氧化；
（4）76%；
（5）驗純；
（6）③．

點評 我們在檢驗一氧化碳?xì)怏w時，利用一氧化碳的還原性，然后檢驗是否有二氧化碳生成，所以我們在檢驗一氧化碳時，先將二氧化碳?xì)怏w吸收干凈．