题目内容

6．某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如图所示的实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反应）．
查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发
生如下反应：H2C2O4$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO↑+CO2+H2O

通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识．
（1）第一小组同学说：从实验安全和实验操作程序看，首先要检查装置的气密性，实验开始先加热A（填A或D）处；从环保的角度讲，在E装置后还应对尾气进行处理，其方法是：用气球收集或点燃．
（2）第二小组的同学说：用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产物，其现象是：
E中澄清石灰水变浑浊其中B装置的作用吸收产生的二氧化碳．
（3）第三小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数．他们的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0g，样品与玻璃管的总质量为60.0g，完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为58.2g．计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为60%．
（4）第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量，再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算求得样品中氧化铁的质量分数．但按此方法实际实验测定结果却偏小，分析造成偏小的原因可能是澄清石灰水不能完全吸收反应产生的二氧化碳．

分析 本题是在原有一氧化碳还原氧化铁的实验基础上增加了制取纯净的一氧化碳的实验，由题中信息，草酸分解后得到的一氧化碳中混有二氧化碳和水蒸气，因此要预先除掉二氧化碳．氢氧化钠与二氧化碳反应消耗二氧化碳，浓硫酸具有吸水性除去水分．产生的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，过程中可能一氧化碳过多，必须对尾气进行处理．（3）中氧化铁还原为铁，质量减轻，运用差量法可求出氧化铁的质量，再利用质量分数公式求算．

解答 解：（1）从实验安全和实验操作程序看，实验开始先加热A处，防止发生爆炸，实验结束时，应先停止加热氧化铁；一氧化碳有毒，过程中可能一氧化碳过多，必须对尾气进行处理，可采取用气球收集或点燃的方法．
（2）B装置内是氢氧化钠能吸收产生的二氧化碳，E装置则是吸收并检验二氧化碳的存在；
（3）原有样品为氧化铁（10g），玻璃管的质量为50g，故反应后为剩余固体为（8.2g），减少的质量为1.8g，实质就是氧元素的质量，运用差量法解题
设氧化铁的质量为X
  3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO2+2Fe△m
      160             112      48
       X                   （10-8.2）g=1.8g
 $\frac{160}{X}$=$\frac{48}{1.8g}$
X=6g
氧化铁的质量分数为：$\frac{6g}{10g}$×100%=60%
（4）E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果澄清石灰水不能完全吸收反应产生的二氧化碳，就会使测定的二氧化碳的质量减小，实际测定结果就会偏小：
故答案为：（1）A；用气球收集或点燃；
（2）E中澄清石灰水变浑浊；吸收产生的二氧化碳；
（3）60%；
（4）澄清石灰水不能完全吸收反应产生的二氧化碳（合理均可）．

点评 本题考查了一氧化碳还原氧化铁的反应原理、步骤、实验现象、尾气处理以及应用．要注意有毒气体不能随意排放，必须经过处理后变成无害物质再排放．

练习册系列答案
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（1）指出仪器名称：①试管，②酒精灯．
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是A（填字母，下同）．收集装置是C或D．你认为该装置中还缺少一团棉花．若用排水法收集实验结束时，应先撤导管，再熄灭酒精灯．
（3）若用过氧化氢制取氧气，还需要用到二氧化锰（填药品名称），其起催化作用，能否用高锰酸钾制取氧气后的剩余物代替该物质能（填“能”或“否”）．写出用过氧化氢制氧气的反应的符号表达式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（4）若用排空气法收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃；若用F装置收集该气体，则气体从c端进入（填“b”或“c”）
（5）实验结束后，有人问：“我用带火星的木条伸入集气瓶内，为什么不会复燃？”请你推测导致这种现象的可能原因装置漏气，没有收集到氧气（写一个）．
（6）实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷气体．甲烷的密度比空气小，不溶于水．可以选用A装置制备甲烷气体；用D、E、F装置收集甲烷气体．
（7）该兴趣小组的同学接着进行有关氧气性质的实验（实验如下图）：

图甲中夹取木炭的仪器叫坩埚钳，木炭在图乙中燃烧的现象是发出白光、放出热量．图丙中的现象为石灰水变浑浊，说明木炭燃烧的产物有二氧化碳；木炭燃烧这个反应的文字表达式为碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳．
8．初中化学常用的实验装置如下图所示．请根据装置图回答问题．

Ⅰ．写出标号仪器名称：甲长颈漏斗；乙蒸发皿．
Ⅱ．实验室用氯酸钾与二氧化锰制取氧气，发生装置可选择A（填标号，下同），该反应的化学方程式是2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+O2↑．用充满水的装置D收集氧气，则氧气需从a（填a或b）端通入．
Ⅲ．实验室用大理石和稀盐酸制二氧化碳气体的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，可选用的两套发生装置是B、C，这两套装置的主要区别是C装置可控制制二氧化碳气体（随开随制，随关随停），B不能．
Ⅳ．如果用大理石和稀盐酸制取二氧化碳实验后，对固液残留物进行分离操作．先进行过滤，过滤时玻璃棒的作用是引流；再取上述少量滤液进行蒸发，应选择装置是G，蒸发过程玻璃棒不断搅拌的目的是受热均匀，防止液滴飞溅，析出的固体中一定含有的物质是CaCl2．

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