Question

某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图a所示。请回答有关问题

（1）实验开始时，应  ▲  （填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”），目的是  ▲  。
（2）实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为    ▲  ，反应方程式为  ▲  。
（3）在一定条件下，除CO外，还有哪些物质可以还原Fe₂O₃ ▲ （请写一物质的化学式）。
（4）为测定某赤铁矿粉样品中Fe₂O₃的质量分数（赤铁矿石的主要成分是Fe₂O₃），该兴趣小组利用图b装置，设计了如下实验方案（装置气密性良好；赤铁矿粉中杂质不参与反应；假设赤铁矿粉样品中的Fe₂O₃完全反应）：
①取矿物样品并称量该样品的质量；    ②测出反应前试管B和管内物质总质量；
③测出反应后试管B和管内物质总质量； ④计算出赤铁矿粉样品中Fe₂O₃的质量分数。
某同学认为：该实验方案并不一定能准确测出赤铁矿粉样品中Fe₂O₃的质量分数，理由是
  ▲  ，因此，该同学建议将试管B中澄清石灰水换成  ▲  浓溶液。
不改变装置和药品，你还可以通过测定 ▲  等数据，再通过计算得出赤铁矿粉样品中Fe₂O₃的质量分数。
（5）为防止实验中尾气对大气的污染，请写出处理尾气的一种方法  ▲  。

Answer 1

（1）先通CO再加热，除尽装置内空气以防止爆炸。（2）红棕色固体逐渐变成黑色， 3CO+Fe₂O₃^高温 2Fe+3CO₂。（3）H₂或C。（4）生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收，氢氧化钠（或NaOH）。反应前玻璃管内样品质量和反应后玻璃管内剩余固体的质量。（5）点燃或收集（其他合理答案均可）。

分析：（1）可燃性的气体和助燃性的气体混合 点燃时会发生爆炸；
（2）根据反应物生成物以及反应条件确定方程式及反应现象．
（3）具有还原性的物质有氢气、碳、一氧化碳；
（4）要测定矿物中Fe₂O₃的质量分数，可以根据生成的二氧化碳的质量或是反应前后固体物质的质量差来进行计算．
（5）一氧化碳有毒，须进行尾气处理；
解答：解：（1）一氧化碳具有可燃性和氧气混合在点燃的条件下会发生爆炸，故答案为：先通CO再加热、排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，
（2）一氧化碳还原氧化铁在加热的条件下生成铁和二氧化碳，氧化铁是红色粉末，铁是黑色的粉末，故答案为：红棕色固体逐渐变成黑色，3CO+Fe₂O₃^高温2Fe+3CO₂．
（3）H₂或C或一氧化碳都具有还原性；故答案为：H₂或C．
（4）石灰水是氢氧化钙的水溶液，氢氧化钙是微溶于水的物质，故所含的溶质少，不一定能将生成的二氧化碳全部吸收，所以不一定能准确测出矿物中Fe₂O₃的质量分数，还可以设计实验通过测定反应前后固体物质的质量差进行计算；故答案为：生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收、氢氧化钠、反应前玻璃管内样品质量和反应后玻璃管内剩余固体的质量
（5）由于一氧化碳有毒，必须进行尾气处理，根据一氧化碳的性质可确定尾气处理的方法；故答案为：点燃或收集