Question

某�；瘜W(xué)課外小組的同學(xué)利用如圖儀器或裝置做CO還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)（Fe₂O₃樣品中雜質(zhì)不參加反應(yīng)）

查閱資料可知：甲酸（HCOOH）通常是一種無(wú)色易揮發(fā)的液體，它在濃硫酸存在時(shí)加熱發(fā)生如下反應(yīng)：HCOOH 

濃H2SO4  .

△

CO↑+H₂O．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室選用①作發(fā)生裝置，將甲酸滴入濃硫酸中制取CO．要除去CO中混有的少量甲酸蒸氣，最好選用上圖中的

 

進(jìn)行洗氣；檢驗(yàn)CO還原Fe₂O₃的氣體產(chǎn)物應(yīng)選用裝置

 

，待檢驗(yàn)的氣體應(yīng)從

 

管口進(jìn)入；CO有毒，可采用

 

的方法處理該實(shí)驗(yàn)的尾氣，以減少污染物的排放．
（2）寫(xiě)出檢驗(yàn)CO還原Fe₂O₃的氣體產(chǎn)物時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式．
（3）從開(kāi)始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，粉末的顏色是如何變化的？如何檢驗(yàn)固體是否被還原成鐵單質(zhì)？
（4）利用以上裝置可以測(cè)定Fe₂O₃樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．測(cè)定方法是：取10.0g Fe₂O₃樣品做實(shí)驗(yàn)，待完全反應(yīng)并冷卻后，稱(chēng)得玻璃管中剩余固體的總質(zhì)量為7.6g．求該樣品中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

考點(diǎn)：一氧化碳還原氧化鐵,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：金屬與金屬材料

分析：（1）從石灰水及氫氧化鈉溶液的吸收能力分析吸收甲酸的效果即可，CO還原Fe₂O₃的氣體產(chǎn)物是二氧化碳，一般用石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的氣體一般是從長(zhǎng)管進(jìn)入洗氣瓶，一氧化碳具有可燃性．
（2）通常用澄清的石灰水來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳的存在．
（3）從氧化鐵的反應(yīng)前后物質(zhì)的種類(lèi)變化判斷其顏色的變化以及鐵能被磁鐵、能與稀鹽酸反應(yīng)吸引分析即可；
（4）反應(yīng)中氧化鐵還原為鐵，質(zhì)量減輕，運(yùn)用差量法可求出氧化鐵的質(zhì)量，再利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求算．

解答：解：（1）氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液都能夠吸收CO中混有的少量甲酸氣體，但是氫氧化鈉溶液的吸收能力比氫氧化鈣溶液強(qiáng)．需要檢驗(yàn)的氣體應(yīng)從長(zhǎng)管F進(jìn)入，短管E導(dǎo)出，一氧化碳具有可燃性，可以將其點(diǎn)燃處理或收集起來(lái)；
（2）二氧化碳與澄清的石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉底和水；
（3）從開(kāi)始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，氧化鐵粉末最終變成鐵，所以顏色變化為由紅棕色變?yōu)楹谏�．生成的鐵能被磁鐵吸引，還能與稀鹽酸反應(yīng)釋放出氣體；
（4）原有樣品為氧化鐵（10g），待樣品完全反應(yīng)并冷卻后，稱(chēng)量玻璃管內(nèi)剩余固體的質(zhì)量為7.6，故減輕值為2.4g，實(shí)質(zhì)就是氧元素的質(zhì)量，運(yùn)用差量法解題．
設(shè)氧化鐵的質(zhì)量為X
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

3CO₂+2Fe△m
    160            112 48
     X                 2.4g

160

48

=

X

2.4g

X=8g
氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

8g

10.0g

×100%=80%．
故答案為：（1）②；③；E；點(diǎn)燃（或收集）；
（2）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）紅變黑； 用磁鐵吸引，若固體能被吸引，證明生成了鐵單質(zhì)，否則沒(méi)有生成鐵單質(zhì)（或取少量冷卻后的固體，加入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，證明生成了鐵單質(zhì)，否則沒(méi)有生成鐵單質(zhì)）．
（4）80%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了一氧化碳還原氧化鐵的反應(yīng)原理、步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尾氣處理以及應(yīng)用．要注意有毒氣體不能隨意排放，必須經(jīng)過(guò)處理后變成無(wú)害物質(zhì)再排放．