Question

實驗室用CO還原Fe₂O₃的方法粗略測定鐵的相對原子質量．實驗室制取的CO中含有少量的CO₂，設計如下裝置：

（1）②的作用是

 

（2）實驗結束時，先關閉K₁、K₂，再熄滅酒精燈，在冷卻過程中可能導致的后果是

 

（3）該裝置明顯有一處錯誤是

 

（4）稱量反應前后 ③的質量，進而得到鐵的質量為W g，稱量反應前后 ④的質量，得到CO₂的質量為N g，則鐵的相對原子質量=

 

（5）經比較實驗測定的鐵的相對原子質量偏小，其原因可能是

 

（填字母）
a、裝置漏氣    b、雜質未被除盡     c、稱量準確、d、生成的 CO₂有一部分進入澄清石灰水中
（6）將 ①中的 CO 從貯氣瓶里排出的操作是，打開K₁、K₂，向 ①中加入適當的液體，根據下列信息，你選擇的一種是

 

（填字母），不選擇其它兩種的共同原因

 

a、蒸餾水       b、飽和Ca（OH）₂ 溶液      c、飽和NaOH （溶液20℃時，S _Ca（OH）2=0.17g    S _NaOH=35g．）

Answer 1

分析：（1）根據裝置②中所盛放的藥品，判斷該裝置在整個實驗過程中所起的作用；
（2）分析關閉K₁、K₂時裝置連通的情況，判斷停止加熱后隨裝置后壓強的變化對裝置所產生的影響；
（3）根據CO是有毒氣體，使用時要注意其對空氣污染，分析裝置中存在的缺陷；
（4）根據反應的化學方程式，由反應中鐵與二氧化碳的質量關系及實驗所得到兩物質的質量，計算鐵元素的相對原子質量；
（5）分析所提供的四種原因，判斷造成測定的鐵的相對原子質量偏小的原因；
（6）根據排出CO氣體且能完全吸收混在其中二氧化碳氣體的要求，判斷所應選用的液體．

解答：解：
（1）為防止還原劑CO為純凈干燥的氣體，在進行實驗前要對氣體進行凈化與干燥，因此裝置②中應放入濃硫酸對CO氣體進行干燥；
（2）實驗結束時，先關閉K₁、K₂，再熄滅酒精燈，在冷卻過程中CO氣體不再通入，裝置內氣體隨降溫體積減小，裝置內壓強減小，與玻璃管相通的氫氧化鈉溶液因壓強減小而倒吸入玻璃管，可能導致的氫氧化鈉溶液會流到玻璃管中，使玻璃管驟冷炸裂；
（3）CO是一種有毒氣體，直接排放到空氣中會造成空氣污染，因此應在裝置最后進行尾氣的處理，而該裝置中卻沒有處理裝置；
（4）設鐵元素的相對原子質量為m
3CO+Fe₂O₃

△   .

2Fe+3CO₂
             2m  3×44
             W    N

2m

W

=

3×44

N

  m=

3×44W

2N

（或

66W

N

）
（5）由于鐵的相對原子質量為

3×44W

2N

（或

66W

N

）即使玻璃管內反應后所得固體的質量與氫氧化鈉溶液所吸收二氧化碳的質量相關，因此混合氣體雜質未被除盡，會使氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳質量N偏大，而導致實驗測定的鐵的相對原子質量偏�。谎b置漏氣或生成的 CO₂有一部分進入澄清石灰水中，都會使氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳質量N偏小，導致實驗測定的鐵的相對原子質量偏大；
（6）由于蒸餾水或飽和Ca（OH）₂ 溶液吸收二氧化碳的量較少，可能導致混在CO氣體中的二氧化碳氣體不能全部吸收，而影響測定結果，故應選用飽和NaOH 溶液．
故答案為：
（1）干燥氣體；
（2）導致氫氧化鈉溶液會流到玻璃管中，使玻璃管驟冷炸裂；
（3）未進行尾氣處理；
（4）

3×44W

2N

（或

66W

N

）；
（5）b；
（6）c；吸收的二氧化碳少．

點評：正確理解裝置中各個裝置的作用，對于正確分析測定結果起到至關重要的作用，體現出實驗能力及分析問題的能力．