题目内容
某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如图所示的实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反应．NaOH吸收CO2，浓硫酸吸收水蒸气）．查资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：H2C2O4
CO↑+CO2↑+H2O
（1）第一小组同学说：从实验安全和实验操作程序看，首先要检查装置的气密性，实验开始先加热 （填A或D）处，实验结束时，应 （填先或后）停止D处的加热；从环保的角度讲，在E装置后还应对尾气进行处理，
其方法是： ．
（2）二第小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数．他们的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0g，样品与玻璃管的总质量为60.0g，完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6g．计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为 ．
（3）第三小组的同学说：利用这套装置还可以确定金属氧化物的化学式．他们测定方法是：硬质玻璃管的质量是71.7g，在通入CO前，铁的氧化物和硬质玻璃管的总质量是86.2g，当铁的氧化物与足量的CO充分反应后，硬质玻璃管和管内残留固体的总质量是82.2克．计算实验测得铁的氧化物的化学式为 ．
（4）第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量，再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算求得样品中氧化铁的质量分数．但按此方法实际实验测定结果却偏大，分析造成偏大的原因可能是 ．
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（1）第一小组同学说：从实验安全和实验操作程序看，首先要检查装置的气密性，实验开始先加热
其方法是：
（2）二第小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数．他们的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0g，样品与玻璃管的总质量为60.0g，完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6g．计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为
（3）第三小组的同学说：利用这套装置还可以确定金属氧化物的化学式．他们测定方法是：硬质玻璃管的质量是71.7g，在通入CO前，铁的氧化物和硬质玻璃管的总质量是86.2g，当铁的氧化物与足量的CO充分反应后，硬质玻璃管和管内残留固体的总质量是82.2克．计算实验测得铁的氧化物的化学式为
（4）第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量，再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算求得样品中氧化铁的质量分数．但按此方法实际实验测定结果却偏大，分析造成偏大的原因可能是
考点：实验探究物质的组成成分以及含量,一氧化碳还原氧化铁,根据化学反应方程式的计算
专题：科学探究
分析：（1）本题是在原有一氧化碳还原氧化铁的实验基础上增加了制取纯净的一氧化碳的实验，由题中信息，草酸分解后得到的一氧化碳中混有二氧化碳和水蒸气，因此要预先除掉二氧化碳．氢氧化钠与二氧化碳反应消耗二氧化碳，浓硫酸具有吸水性除去水分．产生的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，过程中可能一氧化碳过多，必须对尾气进行处理．
（2）中氧化铁还原为铁，质量减轻，运用差量法可求出氧化铁的质量，再利用质量分数公式求算．
（3）根据质量守恒定律知：反应后玻璃管和管内固体的总质量去掉玻璃管的质量就是生成铁的质量，也是氧化物中铁元素的质量，反应前玻璃管和氧化物的总质量去掉玻璃管的质量就是氧化物的质量，再去掉铁元素的质量，就是氧化物中氧元素的质量，由氧化物中铁元素和氧元素的质量可以计算出氧化物中铁、氧元素的原子个数比，从而得到氧化物的化学式．
（4）根据E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果B装置吸收CO2不充分或E吸收了装置里空气中的CO2或者外界CO2进入的干扰，就会使二氧化碳的质量增大解答．
（2）中氧化铁还原为铁，质量减轻，运用差量法可求出氧化铁的质量，再利用质量分数公式求算．
（3）根据质量守恒定律知：反应后玻璃管和管内固体的总质量去掉玻璃管的质量就是生成铁的质量，也是氧化物中铁元素的质量，反应前玻璃管和氧化物的总质量去掉玻璃管的质量就是氧化物的质量，再去掉铁元素的质量，就是氧化物中氧元素的质量，由氧化物中铁元素和氧元素的质量可以计算出氧化物中铁、氧元素的原子个数比，从而得到氧化物的化学式．
（4）根据E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果B装置吸收CO2不充分或E吸收了装置里空气中的CO2或者外界CO2进入的干扰，就会使二氧化碳的质量增大解答．
解答：解：
（1）从实验安全和实验操作程序看，实验开始先加热A处，防止发生爆炸，实验结束时，应先停止加热氧化铁；一氧化碳有毒，过程中可能一氧化碳过多，必须对尾气进行处理，可采取用气球收集或点燃的方法．
（2）原有样品为氧化铁（10g），玻璃管的质量为50g，故反应后为剩余固体为（7.6g），减少的质量为2.4g，实质就是氧元素的质量，运用差量法解题
设氧化铁的质量为x
3CO+Fe2O3
3CO2+2Fe△m
160 112 48
x 10g-7.6g
=
x=8g
故氧化铁的质量分数为：
×100%=80%
（3）氧化物中铁元素的质量：82.2g-71.7g=10.5g，铁的氧化物的质量：86.2g-71.7g=14.5g 铁的氧化物中氧元素的质量14.5g-10.5g=4.0g，氧化物中铁、氧元素的原子个数比为：
=
，即氧化物的化学式为Fe3O4．
（4）E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果B装置吸收CO2不充分或E吸收了装置里空气中的CO2或者外界CO2进入的干扰，就会使二氧化碳的质量增大，实际测定结果就会偏大：
故答案为：
（1）A；先；气球收集或点燃；
（2）80%
（3）Fe3O4
（4）B装置吸收CO2不充分；E吸收了装置里空气中的CO2或者外界CO2进入的干扰
（1）从实验安全和实验操作程序看，实验开始先加热A处，防止发生爆炸，实验结束时，应先停止加热氧化铁；一氧化碳有毒，过程中可能一氧化碳过多，必须对尾气进行处理，可采取用气球收集或点燃的方法．
（2）原有样品为氧化铁（10g），玻璃管的质量为50g，故反应后为剩余固体为（7.6g），减少的质量为2.4g，实质就是氧元素的质量，运用差量法解题
设氧化铁的质量为x
3CO+Fe2O3
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160 112 48
x 10g-7.6g
| 160 |
| x |
| 48 |
| 10g-7.6g |
x=8g
故氧化铁的质量分数为：
| 8g |
| 10g |
（3）氧化物中铁元素的质量：82.2g-71.7g=10.5g，铁的氧化物的质量：86.2g-71.7g=14.5g 铁的氧化物中氧元素的质量14.5g-10.5g=4.0g，氧化物中铁、氧元素的原子个数比为：
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（4）E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果B装置吸收CO2不充分或E吸收了装置里空气中的CO2或者外界CO2进入的干扰，就会使二氧化碳的质量增大，实际测定结果就会偏大：
故答案为：
（1）A；先；气球收集或点燃；
（2）80%
（3）Fe3O4
（4）B装置吸收CO2不充分；E吸收了装置里空气中的CO2或者外界CO2进入的干扰
点评：本题考查了一氧化碳还原氧化铁的反应原理、步骤、实验现象、尾气处理以及应用．要注意有毒气体不能随意排放，必须经过处理后变成无害物质再排放．
练习册系列答案
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