题目内容

学了炼铁原理后，小明想用此原理测定某一生锈铁粉中氧化铁的质量分数．于是他取m₁ g生锈的铁粉样品，按如图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数（铁锈按氧化铁处理）．

友情提示：带孔玻璃球泡可以使液体和气体充分接触
（1）装置A中反应的化学方程式是．
（2）某同学欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数．B中的最佳试剂是（填序号）．
①澄清石灰水　　 ②氢氧化钠浓溶液　　 ③稀盐酸　　 ④水
实验时B中反应的化学方程式是．
（3）实验开始时，应先通一会儿CO后加热的目的是；停止加热后，还要继续通一会儿CO的目的是．实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是．
（4）完全反应后，甲同学称得铁粉的质量为m₂ g，同时测得装置B增重m₃ g，则铁粉样品中氧化铁的质量分数为．
（5）实验过程中需要进行尾气处理的原因．

解：（1）一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是：3CO+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂．故答案为：3CO+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂；
（2）能很好的吸收二氧化碳的物质是氢氧化钠浓溶液，所以欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数．应选用的最佳试剂是②氢氧化钠浓溶液．它与二氧化碳的化学反应式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；故答案为：②、CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）因为CO具有可燃性，遇到空气易发生爆炸，故先通CO的目的是：排出玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸；
被还原出来的铁在温度较高的情况下遇到空气中的氧气容易重新被氧化，所以等停止加热后还有继续通CO至试管冷却的目的是：防止铁重新被氧化；
CO除了做反应物外，还能夺取氧化铁中的氧使氧化铁发生还原反应，因此还可做还原剂；
（4）装置B增重m₃g，说明有m₃g二氧化碳生成，所以我们可以设生成m₃g二氧化碳需要氧化铁质量为X
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂ 160 132
X m₃g
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ X= $\text{[math]}$
所以样品中含氧化铁的质量分数是= $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ %
故答案为：所以样品中含氧化铁的质量分数是
$\text{[math]}$ %
（ 5）因为CO是一种有毒的气体，故要进行尾气处理，答案为：CO有毒，会污染空气．

故答案为：
（1）3CO+Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 2Fe+3CO₂（2）②CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O （3）排出玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸；防止铁重新被氧化；做还原剂（4） $\text{[math]}$ %
（5）CO有毒，会污染空气
分析：（1）根据一氧化碳还原氧化铁写出化学反应式；
（2）氢氧化钠浓溶液可以很好的吸收二氧化碳气体，我们可以通过称量化学反应前后的B装置质量，和化学反应式计算样品中氧化铁的质量分数；
（3）根据操作步骤及注意事项分析，并从得氧失氧的角度分析CO的作用；
（4）根据装置B增重m₃g，计算出氧化铁的质量，然后根据铁粉样品的总质量计算氧化铁的质量分数．
（5）从CO的毒性分析．
点评：本题通过一氧化碳还原氧化铁的反应，考查相关化学反应式的书写、实验注意事项和计算，要同学们具有综合的化学知识，才可做好此题．