Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料。在今年的化學活動周中，某校興趣小組的同學在老師指導下做了三個有關鐵的實驗。

實驗一：用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵 （實驗裝置如下圖）：

 

A             B         C        D           E          F

濃硫酸 加熱

其中A是實驗室用草酸（H₂C₂O₄）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發(fā)生裝置，反應的化學方程式是：H₂C₂O₄          H₂O+CO₂↑+CO↑。請回答下列問題：

(1)  B裝置中發(fā)生反應的化學方程式是                                      .

(2)  C裝置無明顯現象，C裝置的作用是                                      。

       D裝置中濃硫酸的作用是                                              。

（3）E裝置中的實驗現象是                                         。

（4）F裝置的作用是                          、                         。

實驗二：鋁粉和氧化鐵粉末反應（鋁熱反應）（實驗裝置如下圖）：

圖中紙漏斗由兩張濾紙折疊成漏斗狀套在一起，使四周都有四層，點燃鎂條后觀察到的現象：鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細沙中。實驗后老師作了如下提示：實驗中鎂條和氯酸鉀的作用是提供反應所需的高溫條件，鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應叫鋁熱反應，屬于置換反應，該反應常用于焊接鋼軌。請寫出該反應的化學方程式                         。該反應中單質鋁與一氧化碳有相似的          （填“氧化”或“還原”）性。

實驗后同學們對金屬與金屬氧化物間的反應產生興趣，激發(fā)了探究熱情。

【提出問題】任何金屬與金屬氧化物在高溫條件下都能反應嗎？

同學們在請教老師后設計了如下實驗方案并進行了探究。

【實驗方案】

實驗組別	實驗操作	實驗現象	結論
實驗1	取Zn、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。	黑色粉末變成       色 固體部分溶解，有氣泡產生，水溶液呈無色。	Zn和CuO能發(fā)生置換反應。
實驗2	取Mg、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。	發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色。 固體部分溶解，有氣泡產生，水溶液呈    色。
實驗3	取Cu、Fe2O3粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。	粉末無變化	Cu、Fe2O3不能反應。

【實驗總結】金屬與金屬氧化物在高溫條件下有些能反應，有些不能反應。

實驗三：甲、乙、丙三位同學，分別用上述實驗一所得的鐵樣品與稀硫酸反應，其中只有一位同學所取用

的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應，實驗數據如下表：

	甲	乙	丙
燒杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的鐵樣品	9g	9g	14g
燒杯+剩余物質質量	208.7g	158.7g	163.7g

   請你認真分析數據，回答下列問題：（燒杯的質量為28.1g，計算結果保留一位小數）

(1)           同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應?

(2)計算樣品中鐵的質量分數？

(3)計算恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數？

Answer 1

實驗一：（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O     

(2) 證明二氧化碳已被完全吸收    干燥一氧化碳氣體 

            （3）紅色粉末變成黑色      

(4)   證明反應生成了二氧化碳     尾氣處理 

 

實驗二：   2Al+Fe₂O₃        2Fe+Al₂O₃       還原       紅      無    

                 鎂與氧化銅能發(fā)生置換反應     

實驗三：（1）  乙   

       （2）93.3%

       （3）17.5%