將Fe2O3和純凈的碳粉混合,平鋪在反應(yīng)管a中在瓶盛有足量澄清石灰水按圖連接儀器.實驗開始時緩慢通入氮氣過一段時間后,加熱反應(yīng)管觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)同時,瓶中的溶液出現(xiàn)白色沉淀待反應(yīng)反應(yīng)完成后停止加熱仍繼續(xù)通入氮氣直至反應(yīng)管冷卻.此時,管內(nèi)的混合物變成黑色粉末.回答問題:
(1)取少量固體溶于足量的稀硫酸,發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生,若同時出現(xiàn)
固體全部溶解
固體全部溶解
的現(xiàn)象,則生成的黑色固體全部是鐵.
(2)實驗中通入的氣體是純凈干燥的氮氣,不用空氣的主要原因是
空氣中含有氧氣會將生成的鐵氧化
空氣中含有氧氣會將生成的鐵氧化

(3)停止加熱前是否需要斷開和b的連接處?為什么?
不需要,因為氮氣不斷通入,b瓶中的溶液不會倒吸入a瓶
不需要,因為氮氣不斷通入,b瓶中的溶液不會倒吸入a瓶

(4)本實驗的尾氣是否需要處理?如需處理,請回答如何處理,如不需處理,說明理由
需處理,因尾氣中有CO,在尾氣氣出口加一個點燃的酒精燈
需處理,因尾氣中有CO,在尾氣氣出口加一個點燃的酒精燈

(5)合成氨工業(yè)中使用的催化劑鐵觸媒的成分可表示為xFeO?yFe2O3(其中FeO與Fe2O3質(zhì)量比為27:20).若用40gFe2O3通過該實驗制備出37.6g鐵觸媒,反應(yīng)中消耗的純凈碳粉的質(zhì)量范圍是
0.9g~1.8g
0.9g~1.8g
,x:y=
3:1
3:1
分析:根據(jù)已有的知識進行分析,鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,生成的鐵在溫度高時會被空氣中的氧氣氧化,實驗結(jié)束時要持續(xù)通入氮氣直到冷卻,一氧化碳具有毒性,需要進行尾氣處理,根據(jù)物質(zhì)的化學式以及反應(yīng)的質(zhì)量關(guān)系進行計算即可.
解答:解:(1)鐵能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣和易溶于水的氯化亞鐵,故填:固體全部溶解;
(2)空氣中含有氧氣,生成的鐵早溫度高時能被氧氣氧化,故填:空氣中含有氧氣會將生成的鐵氧化;
(3)實驗結(jié)束后持續(xù)通入氮氣,不會使液體倒吸,不需要斷開,故填:不需要,因為氮氣不斷通入,b瓶中的溶液不會倒吸入a瓶;
(4)尾氣中含有一氧化碳會污染環(huán)境,需要進行尾氣處理,可以采用點燃的方法,故填:需處理,因尾氣中有CO,在尾氣氣出口加一個點燃的酒精燈;
(5)鐵觸媒的成分可表示為xFeO?yFe2O3(其中FeO與Fe2O3質(zhì)量比為27:20,則有
72x
160y
=
27
20
,解得
x
y
=
3
1
,
37.6g鐵觸媒中含有氧化亞鐵的質(zhì)量為
27
47
×37.6g
=21.6g,碳與氧化鐵反應(yīng)可以生成一氧化碳也可能生成二氧化碳,
如果是碳與氧化鐵反應(yīng)生成一氧化碳和氧化亞鐵,設(shè)此時碳的質(zhì)量為a,
Fe2O3+C
  △  
.
 
2FeO+CO
     12     144
     a     21.6g
12
a
=
144
21.6g

  a=1.8g
如果碳與氧化鐵反應(yīng)生成二氧化碳和氧化亞鐵,設(shè)此時碳的質(zhì)量為b
2Fe2O3+C
  △  
.
 
4FeO+CO2
      12     288
      b       21.6g
12
b
=
288
21.6g

  b=0.9g
所以碳的質(zhì)量范圍是0.9g~1.8g
故填:0.9g~1.8g,3:1.
點評:本題考查了有關(guān)的化學實驗注意現(xiàn)象以及根據(jù)化學方程式的計算,完成此題,可以依據(jù)具體的反應(yīng)進行.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:初中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2012?南京)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ).
(1)如圖1是教材中煉鐵高爐及爐內(nèi)化學變化過程示意圖,根據(jù)圖示回答下列問題.
若圖中采用的鐵礦石的主要成分為氧化鐵,請寫出A區(qū)和B區(qū)所發(fā)生主要反應(yīng)的化學方程式:
A區(qū)
Fe2O3+3CO
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2
Fe2O3+3CO
 高溫 
.
 
2Fe+3CO2

B區(qū)
C+O2
 點燃 
.
 
CO2,CO2+C
 高溫 
.
 
2CO
C+O2
 點燃 
.
 
CO2,CO2+C
 高溫 
.
 
2CO

(2)某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學原理的實驗,對固體產(chǎn)物成分等進行探究.

【設(shè)計實驗】
用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末,實驗裝置如圖2.
【進行實驗】
該小組按上述實驗設(shè)計,在一定溫度下進行了實驗,測得下列數(shù)據(jù):
①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量66.0g(玻璃管的質(zhì)量為60.0g)
②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量65.8g(冷卻到室溫稱量)
【分析與討論】
本實驗中,玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏∶魍瑢W認為該黑色固體全部是鐵,但小華同學提出了質(zhì)疑,于是大家
提出查閱資料.
【查閱資料】
①一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素有關(guān).
②一氧化碳還原氧化鐵的實驗過程中固體產(chǎn)物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵.
物質(zhì)
性質(zhì)
四氧化三鐵 氧化亞鐵 氧化鐵 鐵粉
顏色 黑色 黑色 紅色 黑色
能否被磁鐵吸引 不能 不能
【實驗與猜想】
①該小組同學將反應(yīng)后的黑色固體研磨后,再用磁鐵吸引,發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引,則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和
氧化亞鐵
氧化亞鐵

②進行猜想:黑色固體粉末可能
a.全部為鐵     b.
全部為四氧化三鐵
全部為四氧化三鐵
      c.
鐵與四氧化三鐵的混合物
鐵與四氧化三鐵的混合物

【得出結(jié)論】
通過實驗中獲得的數(shù)據(jù)進行計算,得出黑色固體粉末為(寫名稱)
四氧化三鐵
四氧化三鐵

【反思與評價】
①一氧化碳還原氧化鐵的實驗中,若要得到鐵可適當提高反應(yīng)溫度和延長反應(yīng)時間.
②實驗裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置,其作用有
AB
AB

A.收集一氧化碳     B.吸收二氧化碳     C.檢驗二氧化碳.

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科目:初中化學 來源: 題型:解答題

將Fe2O3和純凈的碳粉混合,平鋪在反應(yīng)管a中在瓶盛有足量澄清石灰水按圖連接儀器.實驗開始時緩慢通入氮氣過一段時間后,加熱反應(yīng)管觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)同時,瓶中的溶液出現(xiàn)白色沉淀待反應(yīng)反應(yīng)完成后停止加熱仍繼續(xù)通入氮氣直至反應(yīng)管冷卻.此時,管內(nèi)的混合物變成黑色粉末.回答問題:
(1)取少量固體溶于足量的稀硫酸,發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生,若同時出現(xiàn)________的現(xiàn)象,則生成的黑色固體全部是鐵.
(2)實驗中通入的氣體是純凈干燥的氮氣,不用空氣的主要原因是________.
(3)停止加熱前是否需要斷開和b的連接處?為什么?________
(4)本實驗的尾氣是否需要處理?如需處理,請回答如何處理,如不需處理,說明理由________.
(5)合成氨工業(yè)中使用的催化劑鐵觸媒的成分可表示為xFeO?yFe2O3(其中FeO與Fe2O3質(zhì)量比為27:20).若用40gFe2O3通過該實驗制備出37.6g鐵觸媒,反應(yīng)中消耗的純凈碳粉的質(zhì)量范圍是________,x:y=________.

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科目:初中化學 來源:湖北省競賽題 題型:實驗題

將Fe2O3和純凈的碳粉混合,平鋪在反應(yīng)管a中在瓶盛有足量澄清石灰水按圖連接儀器.實驗開始時緩慢通入氮氣過一段時間后,加熱反應(yīng)管觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)同時,瓶中的溶液出現(xiàn)白色沉淀待反應(yīng)反應(yīng)完成后停止加熱仍繼續(xù)通入氮氣直至反應(yīng)管冷卻.此時,管內(nèi)的混合物變成黑色粉末.
回答問題:
(1)取少量固體溶于足量的稀硫酸,發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生,若同時出現(xiàn) ____    _____ 的現(xiàn)象,則生成的黑色固體全部是鐵.
(2)實驗中通入的氣體是純凈干燥的氮氣,不用空氣的主要原因是 ____             _____
(3)停止加熱前是否需要斷開和b的連接處?為什么? __                                   _______
(4)本實驗的尾氣是否需要處理?如需處理,請回答如何處理,如不需處理,說明理由 _______                                                                            __
(5)合成氨工業(yè)中使用的催化劑鐵觸媒的成分可表示為xFeOyFe2O3(其中FeO與Fe2O3質(zhì)量比為27:20).若用40gFe2O3通過該實驗制備出37.6g鐵觸媒,反應(yīng)中消耗的純凈碳粉的質(zhì)量范圍是 _________ ,x:y= _________

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科目:初中化學 來源:2011年第二十一屆“天原杯”全國初中學生化學素質(zhì)和實驗?zāi)芰Ω傎悾ê辟悈^(qū))初賽試卷(解析版) 題型:解答題

將Fe2O3和純凈的碳粉混合,平鋪在反應(yīng)管a中在瓶盛有足量澄清石灰水按圖連接儀器.實驗開始時緩慢通入氮氣過一段時間后,加熱反應(yīng)管觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)同時,瓶中的溶液出現(xiàn)白色沉淀待反應(yīng)反應(yīng)完成后停止加熱仍繼續(xù)通入氮氣直至反應(yīng)管冷卻.此時,管內(nèi)的混合物變成黑色粉末.回答問題:
(1)取少量固體溶于足量的稀硫酸,發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生,若同時出現(xiàn)______的現(xiàn)象,則生成的黑色固體全部是鐵.
(2)實驗中通入的氣體是純凈干燥的氮氣,不用空氣的主要原因是______.
(3)停止加熱前是否需要斷開和b的連接處?為什么?______
(4)本實驗的尾氣是否需要處理?如需處理,請回答如何處理,如不需處理,說明理由______.
(5)合成氨工業(yè)中使用的催化劑鐵觸媒的成分可表示為xFeO?yFe2O3(其中FeO與Fe2O3質(zhì)量比為27:20).若用40gFe2O3通過該實驗制備出37.6g鐵觸媒,反應(yīng)中消耗的純凈碳粉的質(zhì)量范圍是______,x:y=______.

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