Question

2．化学兴趣小组的同学设计了用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图所示，请回答下列问题：

（1）为了避免玻璃管a在加热时可能发生爆炸，加热前应先通入一氧化碳气体；
（2）a管中发生反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）B装置除了吸收CO₂气体外，还可收集纯净的一氧化碳，防止一氧化碳逸出污染空气；
（4）判断氧化铁与一氧化碳在加热条件下发生了化学反应现象是红色粉末变黑；
（5）若a管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4g，则加入a管中的氧化铁的质量是8g．

Answer 1

分析 （1）根据一氧化碳具有可燃性，与空气混合，加热可能会发生爆炸进行分析；
（2）一氧化碳在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，据此书写方程式；
（3）根据氢氧化钠的性质，装置C中的氢氧化钠溶液可以把尾气中的二氧化碳全部除去，同时把剩余的一氧化碳气体收集，以防止一氧化碳排出而污染空气；
（4）根据一氧化碳还原氧化铁的知识解答；
（5）一氧化碳还原氧化铁反应后固体质量减少的质量即为氧化铁中氧元素的质量，利用氧化铁中铁与氧元素的质量关系，由氧元素的质量计算出生成铁的质量，并进而计算氧化铁的质量或通过氧化铁中氧元素的质量分数计算．

解答 解：（1）一氧化碳具有可燃性，与空气混合，加热可能会发生爆炸，所以在加热前要先通一氧化碳排尽玻璃管内空气防止一氧化碳不纯发生爆炸；
（2）在高温条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）装置C内盛有氢氧化钠溶液可以除去尾气中的二氧化碳，同时一氧化碳气体排出装置内的溶液而被收集，防止造成空气污染；
（4）一氧化碳与氧化铁反应生成的铁粉是黑色的，故会观察到红色粉末变黑的现象；
（5）氧化铁Fe₂O₃中Fe与O元素的质量比=（56×2）：（16×3）=7：3，因此，氧化铁中氧元素质量为2.4g时，铁元素的质量=2.4g×$\frac{7}{3}$=5.6g，则氧化铁的质量为：2.4g+5.6g=8g；
故答案为：（1）先通一氧化碳排尽玻璃管内空气；
（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）可收集纯净的一氧化碳，防止一氧化碳逸出污染空气；
（4）红色粉末变黑
（5）8．

点评 运用对一氧化碳还原氧化铁反应操作的理解，推断各装置的作用，并能进行简单的分析和计算，是解答类似问题的一般方法．