Question

9．某化学兴趣小组用如图所示的装置，测定铁矿石样品中氧化铁的质量分数．请回答有关问题：
①为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，B装置应连接C、D哪个装置？
②实验开始时应先通CO再加热，目的是什么？
③实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象有什么？
④假设铁矿石样品中杂质不参与反应，且B装置反应是完全的，若样品为20g，完全反应后，B装制的质量增加了13.2g，求该矿石中氧化铁的质量分数．

Answer 1

分析 ①根据一氧化碳的密度和空气的密度相当，难溶于水，收集一氧化碳用排水法进行分析；
②根据一氧化碳易可燃，容易发生爆炸进行分析；
③根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
④根据B装置中的氢氧化钙会与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以B装置增加的质量就是二氧化碳的质量，然后结合化学方程式计算参加反应的氧化铁的质量，进而计算矿石中氧化铁的质量分数．

解答 解：①一氧化碳的密度和空气的密度相当，难溶于水，收集一氧化碳用排水法，所以B装置应连接D装置；
②一氧化碳易可燃，容易发生爆炸，所以实验开始时应先通CO再加热，目的是防止一氧化碳和空气的混合气点燃时，发生爆炸；
③一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象有红色固体变成黑色；
④生成二氧化碳的质量为：13.2g，
设参加反应的氧化铁质量为x，
3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
160             132
    x               13.2g
    $\frac{160}{x}$=$\frac{132}{13.2g}$
     x=16g
所以矿石中氧化铁的质量分数为：$\frac{16g}{20g}$×100%=80%．
故答案为：①D；
②防止一氧化碳和空气的混合气点燃时，发生爆炸；
③红色固体变成黑色；
④80%．

点评 熟练掌握二氧化碳和水蒸气的清除方法，注意根据化学方程式进行计算的步骤要规范，结果要准确．