Question

氫氣是密度最小的無色氣體，被認為是最清潔的燃料，除了具有可燃性，氫氣還能奪取金屬氧化物中的氧，使其還原為金屬，如CuO+H₂═Cu+H₂O．李明同學根據氫氣的還原性，在實驗室用如圖所示裝置測定某赤鐵礦樣品中Fe₂O₃的質量，C裝置的硬質玻璃管中的固體物質是干燥的赤鐵礦粉（雜質不和氫氣發生反應），旋鈕a可以控制氫氣的產生與停止．
查閱資料：無水氯化鈣呈中性，可以吸收水，做干燥劑．

設計實驗：（1）連接好裝置，在添加藥品之前檢查整套裝置的氣密性．
（2）為了安全，在點燃C處酒精燈之前，必須驗純．
（3）裝置A中發生的化學反應方程式為

 

，裝置B中的無水氯化鈣所起的作用是

 

．
（4）在氣密性完好，并且進行了必要的安全操作后，點燃C處的酒精燈，在硬質雙通玻璃管中發生的化學反應方程式

 

．
（5）若赤鐵礦粉的質量為20g，完全反應后，U型管D的質量增加了5.4g．赤鐵礦粉中Fe₂O₃的質量分數為

 

．
反思與評價：U型管D右邊連接干燥管E的目的是

 

，若無干燥管E，測得Fe₂O₃的質量將

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析：（3）根據鋅與稀硫酸的反應書寫相關的方程式，無水氯化鈣具有干燥氣體的功能．
（4）氫氣能還原出氧化鐵中的鐵．
（5）依據化學方程式中水的質量求出氧化鐵的質量，即可解決；空氣中含有二氧化碳能使測得的水量變大．

解答：解：（3）根據鋅與稀硫酸的反應書寫相關的方程式，產物是氫氣與硫酸鋅．
無水氯化鈣具有干燥氣體的功能，可除掉生成的氫氣中的水分，防止對測量的水的質量的影響．
（4）氫氣能還原出氧化鐵中的鐵，同時生成水．
（5）設反應的氧化鐵的質量是x
3H₂+Fe₂O₃

加熱  .

2Fe+3H₂O
    160         54
     x          5.4g

160

54

=

x

5.4g

，x=16g
樣品中氧化鐵的質量分數=

16g

20g

×100%=80%
為防止空氣中的水蒸氣與U型管接觸是水的測量值變大，所以加上該裝置，如果不加則會導致水量變大，使測得的氧化鐵質量分數變大．
故答案為：（3）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；  除水蒸氣，減少對實驗測定的影響
（4）3H₂+Fe₂O₃

加熱  .

2Fe+3H₂O   
（5）80%；防止空氣中水蒸氣進入；偏大

點評：該題是一道綜合實驗題，解題的關鍵是掌握各種裝置的作用，并能根據相關的數據進行計算，此題對訓練學生思維能力有一定幫助．