Question

如图是小刚设计的测定赤铁矿中氧化铁的质量分数实验（假设装置气密性良好，矿石中的杂质不与其他物质反应，玻璃管中的氧化铁完全反应），其中装置C的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳．请看图回答下列问题：

（1）写出装置A和E中发生反应的化学方程式：

 

、

 

．
（2）B装置的作用是

 

；D装置的作用是

 

．
（3）实验开始时，应先点燃（填“C”或“E”）

 

处的酒精喷灯．从环保的角度看，该装置的不足之处是

 

．
（4）改进装置后，小刚取10g赤铁矿利用进行实验，称得反应前F装置的总质量为153.7g，反应后F装置的总质量为160.3g，则赤铁矿中氧化铁的质量分数为

 

．
（5）请你帮助小刚设计其他方案测定赤铁矿中氧化铁的质量分数（简述实验方案和分析过程）：

 

．

Answer 1

考点：一氧化碳还原氧化铁,气体的干燥（除水）,二氧化碳的实验室制法,二氧化碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：金属与金属材料

分析：（1）根据两处发生化学反应的实质进行分析解答；
（2）根据浓硫酸和氢氧化钠的性质来分析；
（3）根据一氧化碳的可燃性和毒性来分析；
（4）根据反应中生成二氧化碳的质量来计算氧化铁的质量并进一步计算出氧化铁的质量分数；
（5）根据氧化铁还能与稀盐酸发生化学反应来分析．

解答：解：（1）石灰石中的碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；在高温的条件下，氧化铁能与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；
（2）浓硫酸具有吸水性，能对二氧化碳起到干燥的作用；由C装置中出来的气体是一氧化碳与二氧化碳的混合物，氢氧化钠溶液能与其中的二氧化碳反应，故填：干燥二氧化碳；除去一氧化碳中混有的二氧化碳；
（3）实验开始时，要先点燃C处的酒精喷灯，让产生的一氧化碳气体将装置E中的空气排净，以防发生爆炸；此装置没有尾气处理装置，要在最后将尾气收集和点燃，以免其中的一氧化碳气体污染空气；故填：C；没有尾气处理装置；
（4）反应后生成二氧化碳的质量为：160.3g-153.7g=6.6g
设赤铁矿中氧化铁的质量为x，
3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂
     160          132
      x           6.6g

160

132

=

x

6.6g

，x=8g
赤铁矿中氧化铁的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%．故填：80%；
（5）向10g赤铁矿样品中加入足量的稀盐酸，充分反应后过滤、干燥并称量剩余固体质量，矿石减少的质量即为氧化铁的质量，然后用氧化铁的质量除以赤铁矿的质量即可．故填：向10g赤铁矿样品中加入足量的稀盐酸，充分反应后过滤、干燥并称量剩余固体质量，矿石减少的质量即为氧化铁的质量，然后用氧化铁的质量除以赤铁矿的质量即可．

点评：本道题是一道实验与计算相结合的综合题，要根据实验测量数据进行计算，是一道考查学生用所学知道解决实际生活问题能力的题．