Question

【题目】草酸晶体 (H2C2O4)和浓硫酸混合缓慢加热时，可发生如下反应：H2C2O4 = CO2↑+CO↑+H2O 某课外活动小组的学生设计了如下实验装置，用来制取干燥纯净的 CO 气体，并用生成的 CO 气体还原 FexOy 制取铁粉。

（1）装置 B 的作用是_____。装置 E 中的现象是_________。装置 F 的作用是_________。

（2）装置 D 中玻璃管中发生反应的化学方程式为_____。

（3）若 FexOy 为 0.4g，生成的气体与过量澄清石灰水反应生成 0.75g 白色沉淀，则 FexOy 的化学式为_____。

（4）在实验开始时，点燃A、D 酒精灯的先后顺序是_____，实验完毕后，熄灭A、 D酒精灯的先后顺序是_____。

Answer 1

【答案】除去二氧化碳，防止对后面的实验造成干扰 澄清石灰水变浑浊 处理尾气，防止污染空气 FexOy + yCO xFe + yCO2 Fe2O3 先点燃酒精灯 A，再点燃酒精灯 D 先熄灭酒精灯 D，再熄灭酒精灯 A

【解析】

(1)根据氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应考虑；根据一氧化碳有毒能污染空气和澄清石灰水能验证二氧化碳考虑；

(2)反应物为FexOy和CO，生成物为Fe和CO2，根据化学质量守恒定律，即化学反应前后，原子的种类和数目不变配平；

(3)依据C元素守恒关系可得：CO～CO2～CaCO3，FexOy中氧的质量为：m(CO2)-m(CO)，根据碳酸钙的量可计算出该氧化物中氧元素的物质的量、质量，然后根据该氧化物的质量计算出铁元素的质量，最后计算出铁元素与氧元素的物质的量之比即可；

(4)根据可燃性气体与空气混合加热时容易发生爆炸分析。

(1)由于二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以氢氧化钠溶液的目的是吸收混在一氧化碳中的二氧化碳，E装置中发生反应的反应物是FexOy和一氧化碳，生成物是铁和二氧化碳，因此E中的现象是：澄清石灰水变浑浊；由于一氧化碳有毒能污染空气，所以将一氧化碳点燃进行尾气处理，防止污染空气。故答案为：除去二氧化碳，防止对后面的实验造成干扰；澄清石灰水变浑浊；处理尾气，防止污染空气 ；

(2)装置D中发生一氧化碳还原氧化铁的反应，反应的化学方程式为：FexOy+yCOxFe+yCO2；故答案为：FexOy + yCO xFe + yCO2；

(3)依据C元素守恒关系可得：CO～CO2～CaCO3， 0.75g白色沉淀为碳酸钙，则：n(CaCO3)=n(CO)=0.75g÷100g/mol=7.5×10-3mol，则FexOy中氧元素的质量为：m(CO2)-m(CO)=44g·mol-1×7.5×10-3mol-28g·mol-1×7.5×10-3mol=0.12g，0.4g FexOy中铁元素的物质的量为：n(Fe)=(0.4g-0.12g)÷56g/mol=0.005mol，0.4g FexOy中氧元素的物质的量为：n(O)=0.12g÷16g/mol=0.0075mol，则：x:y=0.005mol:0.0075mol=2:3， FexOy的化学式为Fe2O3；故答案为：Fe2O3

(4)在实验开始时，先点燃A，生成CO，通过D装置，排尽空气，防止可燃性气体与空气混合加热时发生爆炸；在实验结束时，先关闭D，防止A装置发生倒吸。故答案为：先点燃酒精灯 A，再点燃酒精灯 D；先熄灭酒精灯 D，再熄灭酒精灯 A