Question

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)，興趣小組的同學(xué)利用草酸晶體（H₂C₂O₄?3H₂O）分解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)，請你參與過程分析．
【資料】草酸晶體（H₂C₂O₄?3H₂O）在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：
H₂C₂O₄?3H₂O

濃硫酸

△

CO₂↑+CO↑+4H₂O
【問題探究】用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）進(jìn)入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑依次是

c；a

（填字母編號）．
a．濃硫酸          b．澄清石灰水          c．氫氧化鈉溶液
（2）對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用分別是：①加熱前將裝置中的空氣排出，防止發(fā)生爆炸；停止加熱后

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．（合理即可）

．
（3）寫出D裝置中所發(fā)生反應(yīng)的一個(gè)化學(xué)方程式

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（4）稱取鐵紅樣品10.0g，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．若實(shí)驗(yàn)前后稱得E裝置增重6.6g，則此鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

76.0%

．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
【實(shí)驗(yàn)反思】
反思1：本實(shí)驗(yàn)中如果缺少C裝置（不考慮其它因素），則測得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會

偏小

（填“偏小”、“不變”或“偏大”）．
反思2：請指出【問題討論】中實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷

缺少尾氣處理裝置

．

Answer 1

分析：（1）二氧化碳用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗(yàn)，還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，二氧化碳可以用濃硫酸干燥，先除二氧化碳再干燥；
（2）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；
（3）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，據(jù)此書寫方程式；
（4）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×

32

44

×100%=4.8g，因?yàn)?.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)=

10 g-2.4g

10g

×100%=76.0%；
反思1：本實(shí)驗(yàn)中如果缺少C裝置，水蒸氣會通過，E裝置也具有吸水性，因此E裝置會增重，氧元素的質(zhì)量偏大，則測得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏�。�
反思2：實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置或檢驗(yàn)水是否除盡．

解答：解：（1）二氧化碳先用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，一氧化碳可以用濃硫酸干燥，二者順序不能顛倒，否則氣體從溶液中會帶入D裝置，使E裝置的質(zhì)量增加，影響測量效果；
（2）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；
（3）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂，（一氧化碳與FeO、Fe₃O₄也可以）；
（4）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×

32

44

×100%=4.8g，因?yàn)?.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)=

10 g-2.4g

10g

×100%=76.0%；
  實(shí)驗(yàn)反思：
反思1：本實(shí)驗(yàn)中如果缺少C裝置，水蒸氣會通過，E裝置也具有吸水性，因此E裝置會增重，氧元素的質(zhì)量偏大，則測得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏��；
反思2：一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染大氣，所以實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置；
故答案為：（1）c；a；
（2）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．（合理即可）；
（3）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂，（一氧化碳與FeO、Fe₃O₄反應(yīng)也可以）；
（4）76.0%；   偏��；   缺少尾氣處理裝置．

點(diǎn)評：本題通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析，得出結(jié)論，屬于實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論的探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握，細(xì)心解答．