Question

【题目】已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下，受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳；在空气中加热则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用下图所示的装置模拟炼铁过程，并测定某样品中碳酸亚铁的含量（该装置气密性良好，B中氢氧化钠溶液足量可吸收CO2）

实验步骤如下

I在硬质玻璃管加入质量为mg的碳酸亚铁样品，先打开K通入一氧化碳一段时间

II加热装置A中的固体样品直到固体质量不再减少后，停止加热

III继续通入一氧化碳直到装置A冷却到室温后关闭K。

已知实验中测得装置A中固体减少了a g，装置B中液体质量增加了b g。

回答下列问题：

（1）步骤I通入一氧化碳一段时间的目的是_________________；

（2）写出碳酸亚铁的化学式并标出铁元素的化合价________________；

（3）能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是：装置B中质量增加且__________；

（4）若生成的二氧化碳全部被装置B吸收，不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应，则a ___b（填“﹥”“﹦”或“﹤”）；固体样品碳酸亚铁的质量分数为___________；

（5）D处为收集尾气的装置，应选择_____________装置（填“甲”“乙”或“丙”）。

Answer 1

【答案】排出装置中的空气，防止加热时一氧化碳和空气混合可能发生爆炸 C中无明显现象 ﹤ 乙

【解析】

（1）步骤I通入一氧化碳一段时间的目的是排出装置中的空气，防止加热时一氧化碳和空气混合可能发生爆炸。故填：排出装置中的空气，防止加热时一氧化碳和空气混合可能发生爆炸。
（2）碳酸亚铁中，碳酸根化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，铁元素化合价是+2，可以表示为。故填：。

（3）能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是：装置B中质量增加且C中无明显现象。故填：C中无明显现象。
（4）根据质量守恒定律，A中的质量减少是碳酸亚铁反应，最后变成铁，所以减少的质量是碳酸亚铁中的碳元素和氧元素的质量和，而装置B中增加的质量是二氧化碳的质量，二氧化碳中碳元素和氧元素，不但有碳酸亚铁中的，也有一氧化碳中的，所以装置B中增加的质量大于A中减少的质量；即a﹤b。设碳酸亚铁质量为x。

x=。

固体样品碳酸亚铁的质量分数为：==，故填：﹤；。

（5）由于尾气中含有一氧化碳，会污染空气，所以D处为收集尾气的装置，一氧化碳难溶于水，密度与空气相近，因此采用排水法来收集，收集时应导管短进长出，应选择乙装置。故填：乙。