题目内容
【题目】工业铁红可用于生产颜料，其主要成分是 Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4。为了测定某种工业铁红样品中铁元素的质量分数，同学们进行了如下探究。
（查阅资料）
Ⅰ．草酸晶体（H2C2O43H2O）在浓硫酸的催化下受热分解，会生成二氧化碳、一氧化碳和水。
Ⅱ．碱石灰是固体NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳
Ⅲ．铁的常见氧化物中，铁元素的质量分数如下表所示：
铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
铁元素的质量分数 | 77.8% | 70.0% | 72.4% |
（设计与实验）小组同学设计了下图所示实验装置：
（1）为了保证进入E 中的气体是纯净、干燥的 CO，则 D 中的试剂名称为_____。
（2）C 装置的作用是_____。
（3）写出E 装置中发生反应的化学方程式（一个即可）：_____。
（4）同学们称取 10.0g 铁红样品进行实验，根据资料信息推算，理论上铁红样品中铁元素质量的取值范围是_____。利用上述装置进行实验（装置气密性良好），并通过以下两种方法得出测定结果。
方法一：充分反应后，称量E 中得到的铁粉的质量，经计算求出铁元素的质量分数。
方法二：分别称量实验前后_____（填字母序号）装置的质量，经计算求出铁元素的质量分数。
（实验反思）
（1）如果缺少G 装置（不考虑其他因素），可能会导致利用方法二测定的样品中铁元素的质量分数偏小，原因是_____。
（2）从绿色化学的角度考虑，该实验装置的不足之处是_____。
【答案】浓硫酸 检验二氧化碳气体是否除尽 3CO+Fe2O3 
2Fe+3CO2 7.0g<m<7.78g F 空气中的二氧化碳和水蒸气进入F装置中，导致通过F测得的CO2的质量偏大，计算得出的氧元素质量偏大，10.0g样品中铁元素的质量就会偏小 缺少尾气处理装置
【解析】
[设计与实验]（1）浓硫酸具有吸水性，所以为了保证进入E 中的气体是纯净、干燥的CO，D中的试剂名称为浓硫酸；
（2）氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以C装置的作用是：检验二氧化碳是否除尽；
（3）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；
（4）全部是氧化铁，铁的最少量是10g×70%=7.0g，全部是氧化亚铁，铁的最大量是10g×77.8%=7.78g，所以理论上铁红样品中铁元素质量的取值范围是7g＜m＜7.78g；
碱石灰可以吸收二氧化碳，所以方法二：分别称量实验前后F装置的质量，经计算求出铁元素的质量分数；
[实验反思]（1）本实验中如果缺少G装置，碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳，因此E装置会增重，氧元素的质量偏大，则测得样品中铁的质量分数会偏小；
（2）一氧化碳有毒，需要尾气处理，所以从绿色化学的角度考虑，该实验装置的不足之处是：缺少尾气处理装置。
故答案为：[设计与实验]（1）浓硫酸；
（2）检验二氧化碳是否除尽；
（3）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；
（4）7g＜m＜7.78g；F；
[实验反思]（1）F装置吸收空气中的二氧化碳，测得的氧元素质量偏大，铁元素的质量分数就会偏小；
（2）缺少尾气处理装置。
【题目】实验课上李老师指出，在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来，但钾、钙、钠等除外。全班学生很好奇，于是李老师补做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验。
[进行实验]取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL硫酸铜溶液的烧杯中，发现金属钠浮在液面上，熔成闪亮小球，四处游动，产生大量气体，溶液中出现了蓝色絮状沉淀，并没有出现紫红色的铜，一会儿，部分沉淀渐渐变黑。
[提出问题]金属钠与硫酸铜溶液反应后的产物是什么?
[查阅资料]①钠能与水反应生成种能使无色酚酞变红的溶液， 同时放出气体。
②氢氧化铜受热至60-80°C变暗，温度再高分解为相应的金属氧化物和水。氢氧化物和金属氧化物均能与稀酸反应。
[探究一]生成的气体是什么?
（1）小明将上述实验药品放入锥形瓶中，立即塞上带导管的单孔塞，将导管另一端通入肥皂水中，将燃着的木条靠近飘起的肥皂泡。有爆鸣声，说明生成的气体是_______。
[探究二]生成的沉淀是什么?
（2）[猜想假设]最后的沉淀中含Cu(OH)2和______，一定不含有Cu。
（3）[实验验证]填写相应实验药品的实验现象:
实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
将锥形瓶内反应后的物质过滤，向滤出的固体中加入足量的_______，并加热 | ________。 | 沉淀中不含有Cu |
（4）[实验結论]通过实验，小明同学得出结论:钠加入到硫酸铜溶液中会先与水反应，生成物再与硫酸铜反应生成氢氧化铜。试写出金属钠与水反应的化学方程式:________。
（5）[思考交流]后来部分沉淀渐渐变黑的原因可能是_______。
