Question

興趣小組分析了用硫鐵礦燒渣（主要成份Fe₂0₃、Fe₃0₄、FeO等）制備鐵紅（Fe₂O₃） 的流程圖并進(jìn)行了鐵紅性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．
（一）鐵紅制備的流程圖分析
（1）寫出焙燒中CO與Fe₂0₃反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室完成操作1，用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和

 

（填儀器名稱）
（3）你認(rèn)為對(duì)氣體C最佳的處理方法是

 

．
A．冷卻后排入空氣B．燃燒后排放C．再通入反應(yīng)爐
（4）反應(yīng)1的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是

 

．
（5）反應(yīng)2中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如表．你認(rèn)為該反應(yīng)在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是

 

．

物質(zhì)	X	K2SO4	NH4Cl	（NH4）2SO4
溶解度g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

洗滌干燥得到K₂S0₄晶體時(shí)，可選用下列

 

（填字母）洗滌劑；
A．KCl的飽和溶液      B．水C．K₂S0₄的飽和溶液
為檢驗(yàn)K₂S0₄晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入

 

（選填序號(hào)，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加

 

，觀察現(xiàn)象即可判斷．
A．AgN0₃溶液B．過量的BaCl₂溶液C．過量的Ba（N0₃）₂溶液
（二）鐵紅的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)
【問題討論】
【資料1】草酸晶體（H₂C₂0₄?3H₂0）在濃H₂S0₄作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：
H₂C₂O₄?3H₂O

△   .

C0₂↑+C0↑+4H₂0


（6）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先

 

．
（7）進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO，則B、D中的試劑依次是

 

、

 

（填字母編號(hào)）．
A．濃硫酸      B．澄清的石灰水    C．氫氧化鈉溶液
（8）C裝置的作用是

 

．
【數(shù)據(jù)分析與計(jì)算】
用SDTQ600熱分析儀對(duì)氧化鐵（Fe₂O₃）和CO進(jìn)行熱反應(yīng)分析，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制成管內(nèi)剩余固體質(zhì)量?反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖2．
【資料2】已知鐵的氧化物有：FeO、Fe₃0₄、Fe₂O₃，在一定的條件下，均能夠逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵．
（9）800℃以上時(shí)，管內(nèi)固體成分的化學(xué)式為

 

；
（10）寫出管內(nèi)固體質(zhì)量由48g變?yōu)?6.4g時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
請(qǐng)指出【問題討論】中實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,過濾的原理、方法及其應(yīng)用,結(jié)晶的原理、方法及其應(yīng)用,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,證明硫酸和可溶性硫酸鹽,鐵的冶煉,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（一）（1）根據(jù)方程式的寫法進(jìn)行回答；（2）根據(jù)過濾時(shí)用到的玻璃儀器考慮；（3）根據(jù)一氧化碳過量及一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)及用途分析；（4）根據(jù)碳酸氫銨受熱易分解考慮；（5）根據(jù)生成物的溶解度大小分析反應(yīng)能否發(fā)生；根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的分析可知，檢驗(yàn)氯離子時(shí)需要排除硫酸根離子的干擾．（二）（6）草酸晶體（H₂C₂O₄?3H₂O）在濃硫酸作用下受熱分解，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性；（7）二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗(yàn)，還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，二氧化碳可以用濃硫酸干燥；（8）澄清石灰水是驗(yàn)證氣體中是否含有二氧化碳的；（9）通過分析資料確定，800℃時(shí)氧化鐵和一氧化碳進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物；（10）根據(jù)質(zhì)量變化分析生成物，再寫出化學(xué)方程式；【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】沒有參加反應(yīng)的一氧化碳污染空氣

解答：解：（一）（1）反應(yīng)物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，反應(yīng)條件是高溫，用觀察法配平即可，所以方程式是：Fe₂0₃+3C0

高溫  .

2Fe+3C0₂；
（2）把不溶于液體的固體和液體分離方法是過濾，過濾用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（3）反應(yīng)爐中一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，過量的一氧化碳會(huì)隨二氧化碳逸出，因此氣體B為一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，通過足量的氫氧化鈉溶液后，二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，因此氣體C主要成分是一氧化碳，一氧化碳可作為還原劑重復(fù)利用
（4）因?yàn)樘妓釟滗@受熱分解為氨氣、水、二氧化碳，所以反應(yīng)I的反應(yīng)溫度一般需控制在35℃以下，其目的是防止碳酸氫銨受熱分解；
（5）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，反應(yīng)2中沒有不溶物，但常溫下硫酸鉀的溶解度很小，在生成物中會(huì)以沉淀形式出現(xiàn)，所以反應(yīng)可以發(fā)生，所以反應(yīng)2在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是：常溫下K₂SO₄的溶解度小，用硫酸鉀飽和溶液清洗硫酸鉀晶體，硫酸鉀晶體不會(huì)減少，如果用水或其它溶液都會(huì)溶解一部分硫酸鉀晶體；
因?yàn)榱蛩岣�離子和銀離子也會(huì)生成白色的硫酸銀沉淀，所以需要先檢驗(yàn)硫酸根離子，然后再檢驗(yàn)氯離子，檢驗(yàn)硫酸根離子可以加入硝酸鋇溶液，加入氯化鋇溶液，會(huì)引入氯離子，對(duì)氯離子的檢驗(yàn)后造成干擾，所以為檢驗(yàn)此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入c，振蕩、靜置，再向上層清液中滴加a，觀察現(xiàn)象即可判斷．
（二）（6）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，否則會(huì)由于漏氣使實(shí)驗(yàn)失��；
（7）二氧化碳一般用氫氧化鈉溶液吸收，用澄清的石灰水檢驗(yàn)，還可以檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，一氧化碳可以用濃硫酸干燥；所以A中盛放的是氫氧化鈉溶液，吸收二氧化碳，氫氧化鈣是驗(yàn)證二氧化碳是否被除凈，C中盛放的是濃硫酸，吸收水分；
（8）C裝置是檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，故答案為：驗(yàn)證二氧化碳已除盡
（9）由鐵的氧化物有：FeO、Fe₃0₄、Fe₂O₃，在一定的條件下，均能夠逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵，可知在800℃以上時(shí)，管內(nèi)固體質(zhì)量不再減少，說明只有鐵了；
（10）根據(jù)固體質(zhì)量的減少量可知開始一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵，隨著溫度升高再生成氧化亞鐵，最后生成鐵，所以在管內(nèi)固體質(zhì)量由48g變?yōu)?6.4g時(shí)反應(yīng)物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是四氧化三鐵和二氧化碳，用觀察法配平即可，所以方程式是：3Fe₂0₃+C0

高溫  .

2Fe₃0₄+C0₂．
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】沒有參加反應(yīng)的一氧化碳污染空氣，所以缺點(diǎn)是缺少尾氣處理裝置．
故答案為：（1）Fe₂0₃+3C0

高溫  .

2Fe+3C0₂
（2）漏斗
（3）C
（4）防止碳酸氫銨受熱分解
（5）常溫下K₂S0₄的溶解度�。ㄒ馑枷嘟�均給分）  C、C、A
（6）檢查裝置氣密性
（7）C、A
（8）檢驗(yàn)二氧化碳是否被除盡（意思相近均給分）
（9）Fe
（10）3Fe₂0₃+C0

高溫  .

2Fe₃0₄+C0₂
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
缺少尾氣處理裝置（意思相近均給分）．

點(diǎn)評(píng)：解答本題關(guān)鍵是要知道從題目中提取有用信息，熟悉化學(xué)方程式的書寫步驟，鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題的能力．