Question

用含有二氧化碳和水蒸气杂质的一氧化碳还原性气体来测定一种铁的氧化物（Fe_XO_Y）的组成，实验装置如图所示：根据图回答：

（1）甲装置的作用是

 

，发生反应的化学方程式是

 

；
（2）如果将甲装置与乙装置的顺序调换，对实验结果

 

影响（选填“有”或“无”）．
（3）当丙装置中的Fe_XO_Y全部被还原后，剩余固体的质量为16.8g，同时测得丁装置的质量增加了17.6g．则Fe_XO_Y的化学式为

 

．
（4）上述实验中，如果没有甲装置，将使测定结果中铁元素与氧元素的质量的比值

 

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；如果没有乙装置，可能产生的结果是

 

．

Answer 1

考点：一氧化碳的化学性质,常见气体的检验与除杂方法,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途

分析：作为综合实验题利用还原性气体测定铁的氧化物的组成，其原理是根据生成物的质量通过计算确定结果．就初中阶段，还原性气体有氢气和一氧化碳，他们夺氧后生成水和二氧化碳．原气体中混有二氧化碳和水蒸气，所以必须先除去，然后让还原性气体反应，丁戊装置用以检验生成的水和二氧化碳，最后的己装置进行尾气处理，有环保理念．

解答：解：（1）因二氧化碳能与氢氧化钠反应，方程式为：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，所以除二氧化碳用氢氧化钠溶液，因浓硫酸具有吸水性，所以除水蒸气选用浓硫酸．除二氧化碳时，气体要从溶液中通过，会带出水蒸气，所以要先除二氧化碳再干燥，说以甲装置的作用是除去（或吸收）二氧化碳．
（2）浓硫酸具有吸水性，所以除水蒸气选用浓硫酸．除二氧化碳时，气体要从溶液中通过，会带出水蒸气，所以要先除二氧化碳再干燥，如果将甲装置和乙装置位置的顺序调换，对实验会有影响，使水蒸气的含量增加；
（3）丙装置中的Fe_xO_y全部被还原，剩余固体为生成的铁的质量．戊装置中盛放的石灰水吸水二氧化碳，增加的质量为二氧化碳的质量．       
YCO+Fe_XO_Y

高温  .

XFe+YCO₂
               56X  44Y
               16.8g   17.6g
 

56x

16.8g

=

44y

17.6g

          解得：

x

y

=

3

4

所以该铁的氧化物的组成为：Fe₃O₄
（4）如果没有甲装置，混有的二氧化碳也会在戊装置被吸收，故二氧化碳的质量偏大，相当于一氧化碳夺得的氧的质量增加，故测得结果中铁元素与氧元素的质量的比值偏小．一氧化碳有毒，会污染空气，最后的己装置对尾气进行处理，具有环保理念．
故该题的答案为：
（1）除去CO₂，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
（2）有  
（3）Fe₃O₄   
（4）偏小  污染空气，使人中毒

点评：解答实验探究题首先明确该实验的目的是用还原性气体测定铁的氧化物的组成，再根据实验目的分析各实验装置的作用，逐一分析解答．