Question

【題目】(一)某化學興趣小組設計了圖示實驗裝置(圖中省略了夾持儀器)來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數。

(1)儀器A的名稱是___________。

(2)C裝置的作用______________。

(3)該小組同學設計的實驗裝置存在缺陷，有關該實驗裝置及實驗過程中，下列因素可能會導致鐵質量分數測量值偏低的是___________。

A．A中反應不完全

B．反應生成的SO2部分被E中堿石灰吸收

C．E中堿石灰會吸收空氣中的CO2和H2O

D．反應完全后，還有CO2氣體滯留在裝置體系中

(二)將19.20 g CuO和Fe2O3的混合物在高溫下與足量的CO充分反應，反應后全部氣體用200 mL 1.20 molL-1 Ba(OH)2溶液吸收，生成35.46 g白色沉淀(不考慮沉淀的溶解，忽略溶液體積的變化)。

(4)則吸收氣體后溶液中溶質的化學式為________，其濃度為_________。

(5)混合物中CuO和Fe2O3的物質的量之比為__________。

Answer 1

【答案】圓底燒瓶 除盡反應生成的二氧化硫 BC Ba(HCO3)2 0.3 molL-1 2:1

【解析】

(一)由裝置圖可知，實驗原理是通過測定干燥管E的質量增重確定二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算鐵碳合金中碳的質量，進而計算鐵的質量，再計算合金中鐵的質量分數。故二氧化硫會影響二氧化碳的測定，進入干燥管E的氣體應除去二氧化硫、且干燥。

(二) CuO和Fe2O3的混合物在高溫下與足量的CO充分反應生成CO2，少量CO2與Ba(OH)2反應生成BaCO3，過量的CO2再與與BaCO3反應生成Ba(HCO3)2，依據反應的化學方程式解題即可。

(1)儀器A為圓底燒瓶。

(2)C中酸性高錳酸鉀可以和SO2發生反應，因此C裝置是為了除盡SO2，避免影響對CO2的測定。

(3)A．A中反應不完全，導致測定的CO2的質量減少，鐵的質量分數增大，故A錯誤。

B．反應生成的SO2部分被E中堿石灰吸收，導致測定的CO2的質量增大，鐵的質量分數減小，故B正確。

C．E中堿石灰會吸收空氣中的CO2和H2O，導致測定的CO2的質量增大，鐵的質量分數減小，故C正確。

D．裝置中殘留的CO2沒有完全被E吸收，導致測定的CO2的質量減少，鐵的質量分數增大，故D錯誤。本題選BC。

(二) (4)發生反應為CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O①、CO2+H2O+BaCO3=Ba(HCO3)2②。生成35.46 g白色沉淀BaCO3，根據化學方程式①可求得參加反應①的n1［Ba(OH)2］=n(BaCO3)==0.18mol，參與反應②的n2［Ba(OH)2］=0.2 L×1.20 molL－1－0.18mol =0.06 mol，根據化學方程式②列比例式可得n［Ba (HCO3)2］=0.06 mol，c［Ba (HCO3)2］==0.3 mol/L。吸收后溶液的溶質為Ba (HCO3)2。

(5)參與反應①的n1(CO2)= n1［Ba(OH)2］=0.18mol，參與反應②的n2(CO2)= n2［Ba(OH)2］+ n2(BaCO3)=0.12mol，因為生成的CO2全部參與了反應，n(CO2)= 0.18mol+0.12mol=0.3mol。設CuO和Fe2O3的物質的量分別為x mol、y mol，根據化學方程式CuO+COCu+CO2、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，列方程組80x+160y=19.2①，x+3y=0.3②，解得x=0.12 mol，y=0.06 mol。CuO和Fe2O3的物質的量之比為2∶1。