Question

4．某興趣小組為探究“氧化鐵和銅粉”混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，稱取一定質(zhì)量的混合物按照圖1實驗裝置進行實驗：

Ⅰ定性分析
（1）實驗時要“先通一氧化碳氣體，后加熱”的目的是排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的方程式為3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）實驗裝置B中的現(xiàn)象是石灰水變渾濁，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0．
（4）該裝置的設(shè)計有一明顯不當(dāng)之處，你的改進方案是將尾氣點燃或用氣球收集．
Ⅱ定量分析
該興趣小組按照科學(xué)的方案完成實驗后，對通入足量CO充分反應(yīng)后的管內(nèi)固體X進行如圖2的后續(xù)實驗探究：回答下列問題：
（5）寫出固體X與稀鹽酸反應(yīng)的方程式Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
（6）如何判斷固體C已洗滌干凈？（簡述步驟、現(xiàn)象、結(jié)論）取最后的洗滌液滴加紫色石蕊試液，看是否變紅，若不變紅，說明已洗干凈．
（7）根據(jù)以上實驗流程，可知原混合物中銅的質(zhì)量為4 g，請進一步計算原混合物“氧化鐵和銅粉”中銅的質(zhì)量分數(shù)．（寫出過程）

Answer 1

分析 根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的步驟、注意事項解答；根據(jù)金屬與酸反應(yīng)規(guī)律、酸的化學(xué)性質(zhì)及化學(xué)方程式進行計算分析解答．

解答 解：（1）一氧化碳具有可燃性，點燃時會可能發(fā)生爆炸，實驗時要“先通一氧化碳氣體，后加熱”目的是排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；
（2）一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（3）實驗裝置B中二氧化碳通入石灰水中，現(xiàn)象是 澄清石灰水變渾濁；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0
（4）一氧化碳有劇毒，不能直接排放到空氣中，故需將尾氣點燃或用氣球收集起來．
（5）鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（6）反應(yīng)后管內(nèi)固體是鐵和銅的混合物，加入過量鹽酸后，鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可求出鐵的質(zhì)量，根據(jù)鐵元素的質(zhì)量可求出氧化鐵的質(zhì)量．反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是鐵與鹽酸反應(yīng)生成的氯化亞鐵和剩余的鹽酸，固體C是銅，表面殘留著鹽酸，故可取最后的洗滌液滴加紫色石蕊試液，看是否變紅確定是否洗滌干凈．
（7）設(shè)鐵的質(zhì)量為x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56              2
x               0.4g  
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{0.4g}$
     x=11.2g    
所以氧化鐵的質(zhì)量為  $\frac{11.2g×160}{112}$=16g，
所以原混合物“氧化鐵和銅粉”中銅的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4g}{4g+16g}$×100%=20%
故答案為：（1）排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸
（2）3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（3）石灰水變渾濁CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0
（4）將尾氣點燃或用氣球收集
（5）Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（6）取最后的洗滌液滴加紫色石蕊試液，看是否變紅，若不變紅，說明已洗干凈．
（7）4．

點評 化學(xué)反應(yīng)前后元素質(zhì)量守恒，根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可求出氧化鐵質(zhì)量，進而求出銅的質(zhì)量分數(shù)．