Question

學了煉鐵原理后，小明想用此原理測定某一生銹鐵粉中氧化鐵的質量分數．于是他取m₁ g生銹的鐵粉樣品，按如圖所示裝置進行實驗，測定該樣品中氧化鐵的質量分數（鐵銹按氧化鐵處理）．

友情提示：帶孔玻璃球泡可以使液體和氣體充分接觸
（1）裝置A中反應的化學方程式是________．
（2）某同學欲通過B裝置反應前后的質量變化，測定該樣品中氧化鐵的質量分數．B中的最佳試劑是________（填序號）．
①澄清石灰水　　 ②氫氧化鈉濃溶液　　 ③稀鹽酸　　 ④水
實驗時B中反應的化學方程式是________．
（3）實驗開始時，應先通一會兒CO后加熱的目的是________；停止加熱后，還要繼續通一會兒CO的目的是________．實驗過程中，CO氣體除作為反應物外，還能起到的作用是________．
（4）完全反應后，甲同學稱得鐵粉的質量為m₂ g，同時測得裝置B增重m₃ g，則鐵粉樣品中氧化鐵的質量分數為________．
（5）實驗過程中需要進行尾氣處理的原因________．

Answer 1

解：（1）一氧化碳還原氧化鐵的化學反應式是：3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂．故答案為：3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂；
（2）能很好的吸收二氧化碳的物質是氫氧化鈉濃溶液，所以欲通過B裝置反應前后的質量變化，測定該樣品中氧化鐵的質量分數．應選用的最佳試劑是②氫氧化鈉濃溶液．它與二氧化碳的化學反應式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；故答案為：②、CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）因為CO具有可燃性，遇到空氣易發生爆炸，故先通CO的目的是：排出玻璃管內的空氣，防止加熱時發生爆炸；
被還原出來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通CO至試管冷卻的目的是：防止鐵重新被氧化；
CO除了做反應物外，還能奪取氧化鐵中的氧使氧化鐵發生還原反應，因此還可做還原劑；
（4）裝置B增重m₃g，說明有m₃g二氧化碳生成，所以我們可以設生成m₃g二氧化碳需要氧化鐵質量為X
3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
160 132
X m₃g
= X=
所以樣品中含氧化鐵的質量分數是=×100%=%
故答案為：所以樣品中含氧化鐵的質量分數是
%
（ 5）因為CO是一種有毒的氣體，故要進行尾氣處理，答案為：CO有毒，會污染空氣．

故答案為：
（1）3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂ （2）②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O （3）排出玻璃管內的空氣，防止加熱時發生爆炸；防止鐵重新被氧化；做還原劑 （4）%
（5）CO有毒，會污染空氣
分析：（1）根據一氧化碳還原氧化鐵寫出化學反應式；
（2）氫氧化鈉濃溶液可以很好的吸收二氧化碳氣體，我們可以通過稱量化學反應前后的B裝置質量，和化學反應式計算樣品中氧化鐵的質量分數；
（3）根據操作步驟及注意事項分析，并從得氧失氧的角度分析CO的作用；
（4）根據裝置B增重m₃g，計算出氧化鐵的質量，然后根據鐵粉樣品的總質量計算氧化鐵的質量分數．
（5）從CO的毒性分析．
點評：本題通過一氧化碳還原氧化鐵的反應，考查相關化學反應式的書寫、實驗注意事項和計算，要同學們具有綜合的化學知識，才可做好此題．