Question

（1）小紅用下圖裝置進(jìn)行CO還原鐵的某種氧化物實(shí)驗，她先稱量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為66.7g，往硬質(zhì)玻璃管內(nèi)放入該鐵的氧化物后，稱得鐵的氧化物和硬質(zhì)玻璃管的總質(zhì)量是81.2g．然后通入CO并加熱，使鐵的氧化物與足量的CO充分反應(yīng)，冷卻后稱得硬質(zhì)玻璃管和管內(nèi)殘留固體的總質(zhì)量是77.2g．由此推斷，該氧化物的化學(xué)式為

 

；實(shí)驗完畢稱得洗氣瓶的質(zhì)量增加了

 

g．
（2）某實(shí)驗研究小組將6.5g由H₂、O₂、CO組成的混合氣體置于密閉容器中點(diǎn)火爆炸．冷卻至室溫，干燥后測得氣體質(zhì)量為4.7g；再通入足量的苛性鈉溶液，干燥后測得剩余氣體質(zhì)量為0.3g，經(jīng)檢驗，這0.3g氣體是氧氣．求原混和氣體中H₂、O₂、CO的質(zhì)量各是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律知：反應(yīng)后玻璃管和管內(nèi)固體的總質(zhì)量去掉玻璃管的質(zhì)量就是生成鐵的質(zhì)量，也是氧化物中鐵元素的質(zhì)量，反應(yīng)前玻璃管和氧化物的總質(zhì)量去掉玻璃管的質(zhì)量就是氧化物的質(zhì)量，再去掉鐵元素的質(zhì)量，就是氧化物中氧元素的質(zhì)量，由氧化物中鐵元素和氧元素的質(zhì)量可以計算出氧化物中鐵、氧元素的原子個數(shù)比，從而得到氧化物的化學(xué)式；根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量，據(jù)化學(xué)方程式算的二氧化碳的質(zhì)量，即為洗氣瓶的質(zhì)量增加量．
（2）根據(jù)題意獲得反應(yīng)生成的CO₂質(zhì)量以及生成H₂O的質(zhì)量，然后根據(jù)化學(xué)方程式計算即可．

解答：解：（1）氧化物中鐵元素的質(zhì)量：77.2g-66.7g=10.5g，鐵的氧化物的質(zhì)量：81.2g-66.7g=14.5g  鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量14.5g-10.5g=4.0g，氧化物中鐵、氧元素的原子個數(shù)比為：

10.5g 56

4.0g 16

=

3

4

，即氧化物的化學(xué)式為Fe₃O₄．
設(shè)：生成二氧化碳的質(zhì)量為x
4CO+Fe₃O₄

高溫  .

3Fe+4CO₂
     232            176
     14.5g          x

232

14.5g

=

176

x

   x=11g
答：生成二氧化碳的質(zhì)量為11g．
（2）解：反應(yīng)生成的CO₂質(zhì)量為：4.7g-0.3g=4.4g，生成H₂O的質(zhì)量為：6.5g-4.7g=1.8g，
設(shè)：原混合氣體中含CO的質(zhì)量為X，含H₂的質(zhì)量為Y，分別與質(zhì)量為m、n的O₂反應(yīng)
2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂
56  32       88
X   m         4.4g

32

m

=

88

4.4g

   m=1.6g       

56

X

=

88

4.4g

   X=2.8g
2H₂+O₂

點(diǎn)燃  .

2H₂O
4   32       36
Y   n        1.8g

4

Y

=

36

1.8g

   Y=0.2g

32

n

=

36

1.8g

  n=1.6g  
則原混合氣體中含O₂的質(zhì)量為：0.3g+1.6g+1.6g=3.5g （或：6.5g-2.8g-0.2g=3.5g）．
答：原混和氣體中H₂、O₂、CO的質(zhì)量各是0.2g、3.5g、2.8g．

點(diǎn)評：本題主要考查質(zhì)量守恒定律和有關(guān)化學(xué)方程式的計算，要求學(xué)生會從題目已知信息中挖掘出暗藏的已知條件，并具備分析和解決問題的能力，難度較大，是一道綜合實(shí)驗和計算為一體的題目．