Question

【題目】已知草酸晶體(H2C2O43H2O)在濃硫酸作用下受熱分解，化學(xué)方程式為： H2C2O43H2O CO2 ↑ + CO ↑ + 4H2O。工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe2O3，還含有少量的FeO、Fe3O4。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用草酸晶體制備一氧化碳，通過如下裝置測定鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)。（裝置氣密性良好，試劑均足量。）

（1）下列可用作草酸分解制取氣體的裝置是__________(填字母編號)

（2）寫出D裝置中一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式____________。

（3）稱取質(zhì)量為m的鐵紅樣品，用上述裝置進行實驗，測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分數(shù)。

①反應(yīng)結(jié)束后D中得到Fe粉的質(zhì)量x，則x的取值范圍為____________（用m的代數(shù)式表示）。

②若充分反應(yīng)后，稱得E裝置增重n，則此鐵紅中鐵的質(zhì)量分數(shù)是_________（用m、n的代數(shù)式表示）。

（4）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_____________。

①進入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑分別是濃硫酸和澄清石灰水

②對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用都是防止爆炸

③裝置F的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入到裝置E中

④實驗裝置有一明顯的缺陷是沒有尾氣處理裝置

⑤若沒有裝置C，則測定的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)會偏大

Answer 1

【答案】b Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ＜x＜ 1- ×100% ②③④

【解析】

（1）制取一氧化碳的反應(yīng)物的狀態(tài)是固體和液體，反應(yīng)的條件是不加熱，故選固液不加熱型裝置b。

（2）一氧化碳與氧化鐵在高溫的條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的方程式為: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2.

（3）①由化學(xué)式Fe2O3、FeO、Fe3O4可知，FeO中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)最高，Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)最低，故x大于m× ，小于m× ，故填＜x＜

②若充分反應(yīng)后，稱得E裝置增重n，說明生成二氧化碳的質(zhì)量為n。二氧化碳中氧元素的質(zhì)量一半來自于鐵紅中，故鐵紅中氧元素的質(zhì)量為： = ，則鐵紅中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為：÷m×100%= ×100%，故鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為：1- ×100%。

（4）①進入D中的氣體是純凈、干燥的CO，則A、C中的試劑分別是濃硫酸和澄清石灰水

②一氧化碳不純點燃會發(fā)生爆炸，故對D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過量的CO，其作用都是防止爆炸，正確；

③該實驗通過測定E裝置中質(zhì)量的增加量來確定生成二氧化碳的質(zhì)量，故裝置F的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入到裝置E中，正確；

④實驗裝置有一明顯的缺陷是沒有尾氣處理裝置，正確；

⑤裝置C是除去水的裝置，若沒有裝置C，則E裝置中增加的質(zhì)量n偏大，根據(jù)鐵紅中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為：1- ×100%，故測定的鐵元素的質(zhì)量分數(shù)會偏小，故錯誤。故選②③④.