Question

17．實驗室用下面裝置測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe₂O₃的質(zhì)量，D裝置的硬質(zhì)雙通玻璃管中的固體物質(zhì)是FeO和Fe₂O₃的混合物．

（1）如何檢查裝置A的氣密性：從長頸漏斗口注水，待水從漏斗管上升與容器內(nèi)的水面形成一段水柱差，停止加水，靜置片刻如水柱差不下降，證明其氣密性良好．
（2）在氣密性完好，并且進行了必要的安全操作后，點燃D處的酒精燈，在硬質(zhì)雙通玻璃管中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是：3H₂+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，H₂+FeO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+H₂O．
（3）若FeO和Fe₂O₃固體混合物的質(zhì)量為23.2g，反應(yīng)完全后U型管E的質(zhì)量增加7.2g，則混合物中Fe₂O₃的質(zhì)量為16g．
（4）U型管E右邊又連接干燥管F的目的是防止空氣中的H₂O蒸氣等氣體進入E中．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)裝置中氣體壓強變化和液面變化分析判斷裝置氣密性；
（2）D裝置發(fā)生的反應(yīng)是氫氣還原氧化亞鐵、氧化鐵的反應(yīng)，生成了鐵和水；
（3）根據(jù)氧化鐵、氧化亞鐵的總質(zhì)量及U型管的質(zhì)量增加7.2g為水的質(zhì)量列式計算；
（4）若無干燥管F，空氣中的水蒸氣被E吸收則所測生成水的質(zhì)量增大，氧元素物質(zhì)的量偏大，F(xiàn)e₂O₃的質(zhì)量也將偏大．

解答 解：（1）檢查裝置A的氣密性，從長頸漏斗口注水，待水從漏斗管上升與容器內(nèi)的水面形成一段水柱差，停止加水，一段時間后液面不變證明氣密性完好；
故答案為：從長頸漏斗口注水，待水從漏斗管上升與容器內(nèi)的水面形成一段水柱差，停止加水，靜置片刻如水柱差不下降，證明其氣密性良好；
（2）裝置D中發(fā)生的是氧化亞鐵、氧化鐵與氫氣的反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：3H₂+Fe₂O₃2Fe+3H₂O，H₂+FeO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+H₂O，
故答案為：3H₂+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，H₂+FeO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+H₂O；
（3）U型管的質(zhì)量增加的7.2g是水，物質(zhì)的量是 $\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，
設(shè)FeO、Fe₂O₃物質(zhì)的量分別為X、Y，則：X+3Y=0.4
根據(jù)質(zhì)量可列式：72X+160Y=23.2
解得Y=0.1，X=0.1，
所以氧化鐵的質(zhì)量為：160g/mol×0.1mol=16g，
故答案為：16；
（4）干燥管F的作用防空氣中水蒸氣對實驗干擾，若無干燥管F，空氣中的水蒸氣被E吸收則所測生成水的質(zhì)量增大，導致氧的含量增大，F(xiàn)e₂O₃的質(zhì)量將偏大，
故答案為：防止空氣中的水蒸氣等氣體進入E中．

點評 本題考查了測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe₂O₃的質(zhì)量，是一道綜合實驗題，解題的關(guān)鍵是掌握各種裝置的作用，并能根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算，此題對訓練學生思維能力有一定幫助，題目難度中等．