Question

5．還原性鐵粉在潮濕的空氣中容易生銹．現(xiàn)有m₁ g生銹的鐵粉樣品，某興趣小組同學(xué)按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定該樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（鐵銹按氧化鐵處理）．
（1）請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生在玻璃管內(nèi)的化學(xué)方程式    3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂ ．
（2）上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在加熱前后都要通一會(huì)兒CO氣體的作用是：①排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；②防止鐵重新被氧化．
（3）完全反應(yīng)后，甲同學(xué)稱(chēng)得鐵粉的質(zhì)量為m₂ g，同時(shí)測(cè)得裝置B增重m₃ g，則鐵粉樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（請(qǐng)選擇合適數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）運(yùn)用一氧化碳高溫條件下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳解答．
（2）根據(jù)操作步驟及注意事項(xiàng)分析，并從得氧失氧的角度分析CO的作用；（3）根據(jù)裝置B增重m₃g，計(jì)算出氧化鐵的質(zhì)量，然后根據(jù)鐵粉樣品的總質(zhì)量計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）一氧化碳高溫條件下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故答案：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）因?yàn)镃O具有可燃性，遇到空氣易發(fā)生爆炸，故先通CO的目的是：排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
被還原出來(lái)的鐵在溫度較高的情況下遇到空氣中的氧氣容易重新被氧化，所以等停止加熱后還有繼續(xù)通CO至試管冷卻的目的是：防止鐵重新被氧化；
答案：排出玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；防止鐵重新被氧化；
（3）裝置B增重m₃g，說(shuō)明有m₃g二氧化碳生成，所以我們可以設(shè)生成m₃g二氧化碳需要氧化鐵X
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂ 
         160                     132
          X                       m₃g
$\frac{160}{X}=\frac{132}{{m}_{3}g}$，X=$\frac{40{m}_{3}}{33}$
所以樣品中含氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{40{m}_{3}}{\frac{33}{{m}_{1}}}$=$\frac{40{m}_{3}}{33{m}_{1}}$．

點(diǎn)評(píng) 題通過(guò)一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)，考查相關(guān)化學(xué)反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和計(jì)算，要同學(xué)們具有綜合的化學(xué)知識(shí)，才可做好此題．