Question

還原性鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹．現有m₁ g生銹的鐵粉樣品，某興趣小組同學按下圖所示裝置進行實驗，測定該樣品中氧化鐵的質量分數（鐵銹按氧化鐵處理）．
（1）裝置A中反應的化學方程式是________．
（2）某同學欲通過B裝置反應前后的質量變化，測定該樣品中氧化鐵的質量分數．B中的最佳試劑是________（填序號），實驗時B中反應的化學方程式是________．
①澄清石灰水　　 ②氫氧化鈉濃溶液　　 ③稀鹽酸　　 ④水
（3）上述實驗過程中，CO氣體除作為反應物外，還能起到的作用是：①實驗開始時，排盡裝置中的空氣，防止加熱時發生爆炸；②停止加熱后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③________．
（4）完全反應后，甲同學稱得鐵粉的質量為m₂ g，同時測得裝置B增重m₃ g，則鐵粉樣品中氧化鐵的質量分數為________．
（5）請你說說尾氣的處理方法________．

Answer 1

解：（1）一氧化碳還原氧化鐵的化學反應式是：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂．
故答案為：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
（2）能很好的吸收二氧化碳的物質是氫氧化鈉濃溶液，所以欲通過B裝置反應前后的質量變化，測定該樣品中氧化鐵的質量分數．應選用的最佳試劑是②氫氧化鈉濃溶液．它與二氧化碳的化學反應式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故答案為：②、CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）CO除上述兩作用外，還可以將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中．
故答案為：將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（4）裝置B增重m₃g，說明有m₃g二氧化碳生成，所以我們可以設生成m₃g二氧化碳需要氧化鐵X
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
160 132
X m₃g
，X=
所以樣品中含氧化鐵的質量分數是：=．
思路2：由于固體是質量減少的，所以也可以借助m₁-m₂質量差值來求算氧化鐵的質量．所以設氧化鐵的質量為y．
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂△m
160 112 48
y （m₁-m₂）g
=，y=（m1-m2）g．
所以樣品中含氧化鐵的質量分數為×100%
（5）用氣球收集或用酒精燈點燃該氣體．
故答案為：
（1）3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（2）②，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）將裝置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（4）或者為×100%；
（5）用氣球收集．
分析：（1）根據一氧化碳還原氧化鐵寫出化學反應式；
（2）氫氧化鈉濃溶液可以很好的吸收二氧化碳氣體，我們可以通過稱量化學反應前后的B裝置質量，和化學反應式計算樣品中氧化鐵的質量分數；
（3）還可促使生成的二氧化碳氣體進入裝置B；
（4）根據裝置B增重m₃g，計算出氧化鐵的質量，然后根據鐵粉樣品的總質量計算氧化鐵的質量分數．
（5）一氧化碳有毒，逸散到空氣中會污染空氣，所以想法收集．
點評：題通過一氧化碳還原氧化鐵的反應，考查相關化學反應式的書寫和計算，要同學們具有綜合的化學知識，才可做好此題．