Question

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，按照下圖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)生反應的方程式為

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（3）實驗裝置B中的現(xiàn)象是

石灰水變渾濁

，發(fā)生反應的化學方程式為

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂0

．
（4）該裝置的設計有一明顯不當之處，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的方案完成實驗后，對通入足量CO充分反應后的管內(nèi)固體X進行如圖2后續(xù)實驗探究：
回答下列問題：
（5）寫出固體X與稀鹽酸反應的方程式

Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑

．
（6）根據(jù)以上實驗流程，計算原混合物“氧化鐵和銅粉”中銅的質(zhì)量分數(shù)．

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)金屬與酸反應規(guī)律、酸的化學性質(zhì)及化學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，化學方程式為3CO+Fe₂O₃

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)生反應的化學方程式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．
定量分析：（5）反應后管內(nèi)固體是鐵和銅的混合物，加入過量鹽酸后，鐵與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，化學方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（6）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．反應后溶液中的溶質(zhì)是鐵與鹽酸反應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．
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

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
定量分析：（5）Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（6）設鐵的質(zhì)量為x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56              2
x               0.4g  

56

x

=

2

0.4g

 x=11.2g    
所以氧化鐵的質(zhì)量為

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

4g

4g+16g

×100%=20%

點評：化學反應前后元素質(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)．