Question

19．铁元素对人类生命和生活具有重要意义．

（1）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金．
（2）如图1所示，关闭K，将铁丝放在潮湿的空气中一段时间后，可观察到导管内液面上升；打开K后，观察到导管内液面下降，并且导管口有气泡冒出，请解释导管内液面上升和下降的原因．
（3）利用如图2装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe₂O₃并检验气体产物，已知草酸（H₂C₂O₄）在有浓硫酸存在并加热的条件下，可以发生分解反应生成CO、CO₂和H₂O．
①请写出装置A、C中有关反应的化学方程式H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑，Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为a接h、i接b、c接d、e接f．
③从环保角度考虑，还需要对以上装置进行改进，请简述改进措施将尾气点燃．
（4）某化学兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应，实验数据如下：烧杯和稀硫酸共150g，加入的铁样品为9g，充分反应后，称得烧杯和剩余物质的质量共为158.7g，计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量．

Answer 1

分析 根据生铁和钢的区别、反应化学方程式的书写、实验装置的连接以及根据化学方程式的计算进行分析解答即可．

解答 解
：（1）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，故填：碳．
（2）关闭K，将铁丝放在潮湿的空气中一段时间后，可观察到导管内液面上升；打开K后，观察到导管内液面下降，并且导管口有气泡冒出，是因为铁生锈消耗烧瓶中的氧气，使瓶内的压强变小，导管内液面上升，故填：铁生锈消耗烧瓶中的氧气，使瓶内的压强变小，导管内液面上升．
（3）利用如图2装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe₂O₃并检验气体产物，已知草酸（H₂C₂O₄）在有浓硫酸存在并加热的条件下，可以发生分解反应生成CO、CO₂和H₂O．
①装置A中草酸在浓硫酸和加热的条件下反应生成水、二氧化碳和一氧化碳，装置C中一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，故填：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑，Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
②要制取纯净、干燥的一氧化碳，需要先通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳，然后通过浓硫酸除去水，气流需要长进短出，故要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为a接h、i接b、c接d、e接f．故填：a，h，i，b，c，d，e，f．
③一氧化碳有毒，会污染空气，故从环保角度考虑，还需要将尾气点燃，故填：将尾气点燃．
（4）恰好完全反应生成氢气的质量为：150g+9g-158.7g=0.3g
设反应后溶液中溶质的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
           152   2
            x   0.3g
$\frac{152}{2}=\frac{x}{0.3g}$
x=22.8g
答：恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量为22.8g．

点评 本题考查的是金属材料的有关知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．