Question

(6 分) 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数。请按要求回答问题：

（1）实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是                 。
（2）实验开始时先向大玻璃管中通入 CO，一段时间后再加热的原因是                                           。
（3）现用足量一氧化碳与 12g赤铁矿石充分反应后，盛石灰水的装置质量增重 8．8g（矿石中杂质不参与反应，生成的气体全部被吸收） 。计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数。

Answer 1

（1）红色粉末变成黑色
（2）排尽玻璃管中的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸
（3） 89．2%

试题分析：（1）工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应，方程式：3CO+ Fe₂O₃^高温2Fe + 3CO₂，生成的铁粉为黑色，所以实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是：红色粉末变成黑色
（2）一氧化碳具有可燃性，不纯的时候点燃或加热可能发生爆炸，所以实验开始时先向大玻璃管中通入 CO，一段时间后再加热的原因是：排尽玻璃管中的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸
（3）一氧化碳和氧化铁的反应生成二氧化碳，进入到石灰水中，所以盛石灰水的装置质量会增重，增重的质量即为二氧化碳的质量，再根据方程式：3CO+ Fe₂O₃^高温2Fe + 3CO₂中Fe₂O₃与CO₂的质量关系，即可算出Fe₂O₃的质量，进而可计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数
解：设该矿石中氧化铁的质量为 x
3CO+ Fe₂O₃^高温2Fe + 3CO₂
160            132
x           8．8g
160 :132 =  x : 8．8
x= 10．7 g   
∴矿石中氧化铁的质量分数为： 10．7g/12g×100% ="=" 89．2%