Question

16．钢铁是使用最多的金属材料．某校兴趣小组的同学在老师指导下做用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁的实验，实验装置如图．

加热草酸（H₂C₂O₄）和浓硫酸反应的化学方程式是：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{加热}$CO↑+CO₂↑+H₂O请回答下列问题：
（1）B装置中发生反应的化学方程式是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
（2）C装置无明显现象，C装置的作用是证明A装置中生成的二氧化碳已被B装置中的氢氧化钠溶液完全吸收
（3）D装置中浓硫酸的作用是干燥一氧化碳气体
（4）E装置玻璃管中实验现象红色粉末变成黑色，所发生的化学反应方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
（5）F装置的作用是：证明一氧化碳与氧化铁反应生成了二氧化碳，燃烧未参加反应的一氧化碳，防止其污染空气
（6）若将冶炼出来的11.5g生铁与116.2g稀盐酸恰好完全反应，反应后剩余物质的质量为127.3g，求反应后所得溶液溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据在B装置中氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和水进行分析；
（2）根据澄清石灰水能检验二氧化碳的存在分析判断；
（3）根据浓硫酸具有很好的吸水性进行分析；
（4）根据一氧化碳还原氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
（5）从F装置中的溶液成分以及对尾气的处理分析即可；
（6）根据铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气进行分析．

解答 解：（1）在B装置中氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）C装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，而C装置中无明显现象，说明二氧化碳已被氢氧化钠溶液完全吸收；
（3）由于浓硫酸具有很好的吸水性，可用来干燥一氧化碳气体；
（4）在E装置中的氧化铁在CO的还原作用下，生成了铁和二氧化碳，所以实验的现象是：红色的氧化铁粉末变成黑色，化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）①由澄清的石灰水变浑浊，检验一氧化碳与氧化铁反应后有二氧化碳气体生成；②利用燃烧法处理多余的一氧化碳气体，防止空气污染；
（6）生成氢气的质量为：11.5g+116.2g-127.3g=0.4g，
设参加反应的铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56       127  2
x         y  0.4g
 $\frac{56}{x}$=$\frac{127}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$
  x=11.2g
  y=25.4g
所以反应后所得溶液溶质的质量分数为：$\frac{25.4g}{127.3g+11.2g-0.4g}$×100%=18.4%．
故答案为：（1）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（2）证明A装置中生成的二氧化碳已被B装置中的氢氧化钠溶液完全吸收；
（3）干燥一氧化碳气体；
（4）红色粉末变成黑色，3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（5）证明一氧化碳与氧化铁反应生成了二氧化碳，燃烧未参加反应的一氧化碳，防止其污染空气；
（6）18.4%．

点评 本题考查一氧化碳还原氧化铁的实验装置及相关问题，属于课本基本实验的延伸，难度不大，要明确实验的目的及试剂的作用．