Question

20．己知：甲酸（HCOOH） 常温下是无色易挥发的液体，化学性质与盐酸相似． 甲酸还可以在浓硫酸作用下分解，反应的化学方程式为：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O．
某化学兴趣小组的同学利用下列装置制备一氧化碳，并测定某赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数．（样品中杂质不参加反应，装置气密性良好，各装置内所装试剂足量）

（1）装置 D 玻璃管中反应的化学方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）装置 B 的作用是吸收挥发出甲酸气体，防止影响CO₂质量的测定，装置C中的试剂是浓硫酸．点燃装置F处酒精灯的目的是将尾气处理，避免造成空气污染．
（3）关于该实验，下列说法正确的是AD
A．开始实验时，先点燃 A 处酒精灯，一段时间后，再点燃 F 处酒精灯
B．实验结束时，熄灭各处酒精灯和喷灯的顺序依次是 A、D、F
C．反应后，装置D玻璃管中的固体物质减少的质量等于E中增加的质量
D．若取赤铁矿石样品质量为m，充分反应后，D中玻璃管内的固体质量减少了n，则样品中氧化铁的质量分数为$\frac{10n}{3m}$×100%

Answer 1

分析 （1）根据化学反应的原理来分析；
（2）根据净化气体的方法以及一氧化碳有毒来分析；
（3）根据实验过程中的注意事项以及反应的过程来分析．

解答 解：（1）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳．该反应的化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）甲酸易挥发，所以B中的氢氧化钠溶液可以吸收挥发出来的甲酸气体，防止对二氧化碳的测定造成影响；C装置内的浓硫酸对一氧化碳气体进行干燥；反应后的尾气中含有有毒的一氧化碳气体，不能直接排放到空气中，为了防止造成空气污染，要对尾气进行点燃处理；故填：吸收挥发出甲酸气体，防止影响CO₂质量的测定；浓硫酸；将尾气处理，避免造成空气污染；
（3）A．开始实验时，先点燃A处酒精灯，使产生的一氧化碳排净装置内的空气，一段时间后，再点燃F处酒精灯将尾气点燃，以免造成空气污染，故正确；
B．实验结束时，要先熄灭D处的酒精喷灯，等到装置冷却后再熄灭A处的酒精灯，最后熄灭F处的酒精灯，故错误；
C．装置D玻璃管中的固体物质减少的质量是氧化铁中氧元素的质量，E中增加的质量是反应生成二氧化碳的质量，二者并不相等，故错误；
D．设氧化铁的质量为x，则
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂        固体减少
         160             112               160-112=48
           x                                         n
$\frac{160}{48}=\frac{x}{n}$
x=$\frac{10}{3}n$
则样品中氧化铁的质量分数为$\frac{\frac{10n}{3}}{m}×100%$=$\frac{10n}{3m}×100%$，故正确．
故填：AD．

点评 本题通过一氧化碳还原氧化铁考查常见物质的性质，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．