Question

1．用含有二氧化碳和水蒸气杂质的某种还原性气体测定一种铁的氧化物（Fe_xO_y）的组成，实验装置如图所示．

根据上图试回答：
（1）甲装置的作用是吸收二氧化碳，反应的化学方程式是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（2）实验过程中丁装置没有明显变化，而戊装置中溶液出现了白色沉淀，则该还原性气体是CO．
（3）当丙装置中的Fe_xO_y，全部被还原后，称量剩余固体的质量为16.8g，同时测得戊装置的质量增加了17.6g．则该铁的氧化物的化学式为Fe₃O₄．

Answer 1

分析 （1）分析实验装置可知：是通过测定生成二氧化碳的质量和反应后生成的金属的质量来判断该氧化物的组成，所以原气体中混有二氧化碳和水蒸气必须先除去，并据二氧化碳和氢氧化钠反应原理书写方程式；
（2）丁装置没有明显变化，说明生成物中无水，不是氢气，而戊装置中溶液出现了白色沉淀，说明生成二氧化碳，则还原性气体是一氧化碳；
（3）当丙装置中的Fe_xO_y，全部被还原后，称量剩余固体的质量为16.8g，同时测得戊装置的质量增加了17.6g．可知生成的铁和二氧化碳的质量，并结合方程式计算求解．

解答 解：（1）二氧化碳能与氢氧化钠反应，方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，所以可用氢氧化钠溶液除二氧化碳，故甲装置的作用是除去（或吸收）二氧化碳；（2）丁装置盛放的是无水硫酸铜，无水硫酸铜遇水会变蓝，丁装置没有明显变化，说明没有水生成，故该还原性气体不是氢气．戊装置盛放的是石灰水，二氧化碳能使石灰水变浑浊，戊装置中溶液出现了白色沉淀，故该还原性气体是一氧化碳；
（3）丙装置中的Fe_xO_y全部被还原，剩余固体为生成的铁的质量．戊装置中盛放的石灰水吸水二氧化碳，增加的质量为二氧化碳的质量．       
yCO+Fe_XO_Y $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$xFe+yCO₂
                56x  44y
              16.8g  17.6g
  $\frac{56x}{44y}$=$\frac{16.8g}{17.6g}$
 解得：$\frac{x}{y}$=$\frac{3}{4}$
所以该铁的氧化物的组成为：Fe₃O₄
故答案为：（1）吸收二氧化碳；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）CO；
（3）Fe₃O₄．

点评 该实验的目的是用还原性气体测定铁的氧化物的组成，解答的关键是分析实验装置，了解每一步的作用．