题目内容

14.工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.为了测定铁红中铁的质量分数,兴趣小组的同学进行了如下实验,请你参与过程分析.
【资料1】草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解,化学方程式为:
H2C2O4•3H2O$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$ CO2↑+CO↑+4H2O
(1)下列可用作草酸分解制取气体的装置是d(填字母编号).

【问题讨论】用图所示装置进行实验:


(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,对D装置加热前和停止加热后,都要通入过量的CO,其作用分别是:加热前防止试管中的气体不纯.停止加热后驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收.
(3)如果把工业铁红当做纯净的FexOy,那么称取铁红30.4g,用上述装置实验,完全反应后,实验前后称得D装置减轻8.0g,则此工业铁红中FexOy的化学式是Fe4O5,写出D装置中发生化学反应的化学方程式3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
(4)请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷缺少尾气处理装置.

分析 (1)根据反应物的状态和反应条件来确定制取装置;
(2)加热之前通入一氧化碳的目的是:将装置中的空气排出,防止发生爆炸;加热之后通入一氧化碳的目的是:驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收;
(3)根据化学式进行相关计算;
(4)验装置的一个明显缺陷:缺少尾气处理装置.

解答 解:(1)草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解制取一氧化碳,属于固液在加热的条件下反应,故选择装置d;故填:d;
(2)加热之前通入一氧化碳的目的是:将装置中的空气排出,防止发生爆炸;加热之后通入一氧化碳的目的是:驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收.故答案为:驱赶装置中滞留的二氧化碳,使其全部被E装置中碱石灰全部吸收.(合理即可)
(3)铁红减少的质量即为铁红中氧元素的质量,即:8.0g,则铁元素的质量为:30.4g-8.0g=22.4g,则$\frac{56x}{16y}=\frac{22.4g}{8.0g}$,$\frac{x}{y}=\frac{4}{5}$
即铁红FexOy的化学式为Fe4O5,故填:Fe4O5;
铁红中的氧化铁与一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳,配平即可;故答案为:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2,(一氧化碳与FeO、Fe3O4也可以)
(4)一氧化碳有毒,排放到空气中会污染大气,所以实验装置的一个明显缺陷:缺少尾气处理装置;故填:缺少尾气处理装置.

点评 本题通过实验现象和分析,得出结论,属于实验过程和结论的探究.同学们要具体分析,综合掌握,细心解答.

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