Question

18．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m₁g生锈的铁粉样品，按下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）．

（1）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②（填序号），实验时B中反应的化学方程式是CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液      ③稀盐酸      ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③将装置中的CO₂送入NaOH溶液中．
（3）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$\frac{40•{m}_{3}}{33{m}_{1}}$×100%．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）还可促使生成的二氧化碳气体进入装置B；
（3）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．

解答 解：
（1）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；
（2）CO除上述两作用外，还可以将装置中的CO₂送入NaOH溶液中．
故答案为：将装置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（3）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的质量为x
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
     160            132
     x               m₃g
$\frac{160}{x}=\frac{132}{{m}_{3}g}$
x=$\frac{40•{m}_{3}}{33}g$
所以样品中含氧化铁的质量分数是$\frac{\frac{40•{m}_{3}}{33}}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{40•{m}_{3}}{33{m}_{1}}$×100%
答案：
（1）②、CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）将装置中的CO₂送入NaOH溶液中
（3）$\frac{40•{m}_{3}}{33{m}_{1}}$×100%

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和计算，要同学们具有综合的化学知识，才可做好此题．