Question

某�；瘜W(xué)課外小組的同學(xué)利用下圖儀器或裝置做CO還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)（Fe₂O₃樣品中雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．查閱資料可知：甲酸（HCOOH）通常是一種無(wú)色易揮發(fā)的液體，它在濃硫酸存在時(shí)加熱發(fā)生如下反應(yīng)：HCOOH

濃硫酸  .

CO↑+H₂O．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）用甲酸滴入濃硫酸的方法制取CO，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是

 

（填代號(hào)，下同）；要除去CO中含有的少量甲酸蒸汽，最好選用上圖中的

 

進(jìn)行洗氣；檢驗(yàn)CO還原Fe₂O₃的氣體產(chǎn)物應(yīng)選用

 

裝置，需檢驗(yàn)的氣體應(yīng)從

 

管口進(jìn)入．
（2）寫出CO還原Fe₂O₃的化學(xué)方程式

 

．
（3）從開(kāi)始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，F(xiàn)e₂O₃粉末的顏色是如何變化的？
（4）CO有毒，如何處理該實(shí)驗(yàn)的尾氣？
（5）利用以上裝置可以測(cè)定Fe₂O₃樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．測(cè)定方法是：取10.0g Fe₂O₃樣品做實(shí)驗(yàn)，縣稱量樣品和玻璃管的總質(zhì)量為60.0g，待樣品完全反應(yīng)并冷卻后，在稱量玻璃管和剩余固體的總質(zhì)量為57.6g．求該樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

考點(diǎn)：一氧化碳還原氧化鐵,常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),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）依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及條件選擇氣體發(fā)生裝置，從石灰水及氫氧化鈉溶液的吸收能力分析吸收甲酸的效果即可，CO還原Fe₂O₃的氣體產(chǎn)物是二氧化碳，一般用石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的氣體一般是從長(zhǎng)管進(jìn)入洗氣瓶．
（2）CO還原Fe₂O₃反應(yīng)會(huì)生成鐵與二氧化碳，據(jù)此書寫方程式即可；
（3）從氧化鐵的反應(yīng)前后物質(zhì)的種類變化判斷其顏色的變化即可；
（4）依據(jù)一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行處理即可；
（5）反應(yīng)中氧化鐵還原為鐵，質(zhì)量減輕，運(yùn)用差量法可求出氧化鐵的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求算．

解答：解：（1）因甲酸、濃硫酸都為液態(tài)，液夜混合，應(yīng)該選擇②裝置．氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液都能夠吸收CO中混有的少量甲酸氣體，但是氫氧化鈉溶液的吸收能力比氫氧化鈣溶液強(qiáng)．需要檢驗(yàn)的氣體應(yīng)從長(zhǎng)管F進(jìn)入，短管E導(dǎo)出；
（2）氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
（3）從開(kāi)始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，氧化鐵粉末最終變成鐵，所以顏色變化為由紅棕色變?yōu)楹谏��?BR>（4）將尾氣點(diǎn)燃或用氣球、塑料袋收集尾氣等措施可以防止一氧化碳污染環(huán)境．
（5）原有樣品為氧化鐵（10g），樣品和玻璃管的總質(zhì)量為60.0g，待樣品完全反應(yīng)并冷卻后，在稱量玻璃管和剩余固體的總質(zhì)量為57.6，故減輕值為2.4g，實(shí)質(zhì)就是氧元素的質(zhì)量，運(yùn)用差量法解題
設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為X
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe△m
    160             112    48
     X                     2.4g

160

48

=

X

2.4g

g
氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8g

10g

×100%=80%
故答案為：（1）②；③；F（2）Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂（3）由紅棕色變?yōu)楹谏�．�?）將尾氣點(diǎn)燃；用氣球、塑料袋收集尾氣．（5）該樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80%

點(diǎn)評(píng)：本題考查了一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)原理、步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尾氣處理以及應(yīng)用．要注意有毒氣體不能隨意排放，必須經(jīng)過(guò)處理后變成無(wú)害物質(zhì)再排放．