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【题目】(三)铁的冶炼和探究

取24.0g Fe2O3粉末,小组同学用下图装置模拟炼铁,并测定反应后固体成分。

资料:碱石灰可吸收H2O和CO2

1连接装置,先______________________,再装入药品。

2实验时先通入CO,目的是______________________________

3控制A中温度在700℃至固体全部变黑,继续通CO至冷却。

(1)通过测定装置B中固体的质量变化,可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是____

(2)现直接测得装置A中剩余固体质量为19.2g。则装置B中固体应增重________________g。

4经分析A中剩余固体19.2g为Fe和FexOy的混合物,向其中加入足量的稀H2SO4充分反应,得H2 0.3g。

(1)固体中Fe质量为__________________g。

(2)FexOy的化学式为__________________

【答案】

1检查装置的气密性

2排尽装置内的空气(氧气),防止加热时发生爆炸

3防止空气中的水和二氧化碳进入装置B 13.2

48.4g FeO

【解析】

有气体参加或生成的反应,实验前需要检查装置的气密性。装置C用来吸收空气中的二氧化碳、水蒸气,防止对实验的干扰,装置B增加的质量是生成二氧化碳的质量。

1有气体参加或生成的反应,实验前需要检查装置的气密性,所以先连接装置,检查装置的气密性,再装入药品。

2任何可燃性气体与空气混合都有一个爆炸极限,在爆炸极限范围之内遇到明火会发生爆炸,一氧化碳具有可燃性,与玻璃管中的空气混合,加热时可能会发生爆炸,故先通入一氧化碳排尽玻璃管中的空气,然后加热。

3(1)装置C的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入装置B,对实验造成干扰。

(2)装置A中减少的质量是参加反应的氧化铁中氧元素的质量,装置B增加的质量是生成二氧化碳的质量,设装置B中固体应增重的质量为y。

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

160 112 3×44 160-112

y 24.0g -19.2g

=,解得y=13.2g

4(1)剩余固体中的Fe与稀硫酸反应生成氢气,FexOy与稀硫酸反应无气体生成,设固体中Fe质量为x。

Fe+ H2SO4 == FeSO4 + H2

56 2

x 0.3g

=,解得X=8.4g

(2)化学反应前后铁元素的质量相等,24.0g×= 8.4g+(19.2g-8.4g)×,解得 =1,所以FexOy的化学式为FeO

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