题目内容

17．如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验．实验中所用氧化铁的质量为9.6g，硬质玻璃管的质量为40g．

（1）A装置中反应的化学方程式是C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO，该反应是吸（选填“吸”或“放”）热反应．
（2）从实验安全的角度考虑D瓶中应盛放的试剂是浓硫酸．
（3）F装置的作用是检验二氧化碳、处理尾气．
（4）反应后装置中玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．同学们通过查阅资料发现CO还原Fe2O3的固体产物成分均能被磁铁吸引．关于该实验，下列说法错误的是：CD．
A．C装置的作用是检验二氧化碳是否除尽
B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁
C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
D．反应后，玻璃管中的固体物质都能被磁铁吸引，证明一定有铁生成
（4）为探究E装置中黑色粉末的成分是什么，同学们将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部能被吸引．当装置冷却后称得E装置中玻璃管和固体的总质量为48.64g．则剩余黑色固体中铁元素质量为6.72g．根据上述实验数据处理得出产物中黑色因体的成分是铁、四氧化三铁，其质量为1.68g、6.96g（如是混合物，需算出各成分质量）．

分析 （1）根据氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
（2）根据溶液中水蒸气的质量会对玻璃管的称量产生影响，需要除去，所以D瓶中的试剂是浓硫酸进行分析；
（3）根据二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳具有可燃性和毒性进行分析；
（4）A、根据氢氧化钠的作用是除去二氧化碳，C装置的作用是检验二氧化碳是否除尽进行分析；
B、根据四氧化三铁也是黑色固体进行分析；
C、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；
D、根据四氧化三铁也能被磁铁吸引进行分析．
（5）根据质量守恒定律和反应前后固体减少的质量就是氧元素的质量，然后依据题中的数据进行计算．

解答 解：（1）氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式：C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO，该反应是吸热反应；
（2）溶液中水蒸气的质量会对玻璃管的称量产生影响，需要除去，所以D瓶中的试剂是浓硫酸；
（3）二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳具有可燃性和毒性，所以F装置的作用是检验二氧化碳，处理尾气；
（4）A、氢氧化钠的作用是除去二氧化碳，C装置的作用是检验二氧化碳是否除尽，故A正确；
B、四氧化三铁也是黑色固体，所以实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁，故B正确；
C、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以反应后，质量减少只能说明氧元素减少，不一定是有铁生成，故C错误；
D、四氧化三铁也能被磁铁吸引，所以反应后，玻璃管中的固体物质都能被磁铁吸引，证明不一定有铁生成，故D错误．
故选：CD．
（5）依据质量守恒定律可知，剩余黑色固体中铁元素质量等于氧化铁中铁元素的质量，铁元素的质量为：9.6g×$\frac{112}{160}$×100%=6.72g，氧元素的质量为：8.64g-6.72g=1.92g，所以铁、氧元素的原子个数比是：$\frac{6.72g}{56}$：$\frac{1.92g}{16}$=1：1，氧化亚铁不能被磁铁吸引，所以黑色固体中铁和氧个数为1：1时不应该是FeO，而应该是铁和四氧化三铁的混合物，质量应分别是铁：1.68克，四氧化三铁质量是6.96克．
故答案为：（1）C+CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO，吸；
（2）浓硫酸；
（3）检验二氧化碳，处理尾气；
（4）CD．
（5）6.72g，铁和四氧化三铁，6.96g．

点评 此题是与炼铁相关的实验探究题，综合性较强，尤其是利用数据对混合物的判断提高了试题的难度，只要是掌握固体质量变化是氧元素失掉的实质便可迎刃而解．

练习册系列答案
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7．从下列物质中选择恰当的物质，将其序号填到空白处：
①生石灰   ②硫酸铜   ③食盐   ④稀盐酸
（1）为了防止食品因潮湿而变质，通常选用①作干燥剂；
（2）农业上用的杀菌剂波尔多液是由②和熟石灰配制而成的粘性液体；
（3）宾馆、医院等公共场所的洗手瓷盆里，常粘有一层暗红色的物质（主要成分是Fe2O3和CaCO3），可用④溶液进行洗刷干净．
8．下列说法正确的是（　　）
A．用过量的稀盐酸除去氯化钠溶液中混有的碳酸钠
B．用碳酸钡鉴别氯化钠和硫酸钠溶液
C．实验室常用电解水的方法制氢气
D．除去BaCl2溶液中的NaCl，先加过量的K2CO3溶液，然后过滤沉淀加盐酸
5．向如表的甲物质中逐滴加入相映的乙溶液至过量，反应过程中生成气体或沉淀的质量与加入乙的质量关系，能用如图所示曲线表示的是（　　）
序号甲乙
①铜、锌的混合物稀盐酸
②硫酸和硫酸铜的混合液氢氧化钠溶液
③盐酸和稀硫酸的混合溶液氯化钡溶液
④生锈的铁钉稀盐酸
A．①②B．②④C．③④D．只有④
12．某化学小组用熟石灰配制石灰水时，发现装满熟石灰的塑料试剂瓶已经破损．
【提出问题1】试剂是否变质？
【猜想】①没变质，成分是Ca（OH）2；②全变质，成分是CaCO3；③部分变质，成分是Ca（OH）2和CaCO3；
【进行实验1】
步骤操作现象结论
1取样品于试管中，加水，滴入2～3
滴酚酞试液		无色酚酞溶液
变红色		猜想③
正确
2向试管中继续加入过量的 有气泡冒出
【提出问题2】如何测定试剂中碳酸钙的质量分数？
【进行实验2】小丽同学设计了如图所示装置进行碳酸钙的质量分数测定：

取一定质量的样品放入锥形瓶中，加入过量稀盐酸（不考虑稀盐酸的挥发）测量装置C在反应前后的总质量，即可计算出试剂中碳酸钙的质量分数．请写出稀盐酸与碳酸钙发生反应的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
说明：装置气密性良好，操作无误，各步反应完全．
【反思与评价】
（1）小文同学认为小丽得到的结果有较大的误差，理由是生成的二氧化碳有一部分停留在AB中，没有被C吸收；
（2）小文同学用图所示装置（注射器活塞的摩擦力很小，忽略不计），完成测量．注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还有的作用是测量体积；
【交流与讨论】
实验结束后将A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中，观察到有沉淀生成．
（1）同学们将废液过滤并讨论滤液中溶质的成分，该滤液中一定存在的溶质是氯化钠；
（2）经实验确认废液成分，处理后绿色排放．
2．生活离不开水．净化水的知识在日常生活中有着广泛的应用．
（1）茶杯内的纱网，可将茶叶与茶水分离，便于饮用，该设计利用的化学 原理是过滤．
（2）自制净水器中常加入活性炭，用于除去水中的异味和色素，是利用了活性炭的吸附作用．
（3）井水中含有较多的钙、镁离子，为降低硬度使硬水转变为软水，可采用的方法是加热煮沸（蒸馏）．
9．盐酸、硫酸是两种重要的酸，回答与它们有关的下列问题．
（1）打开两瓶分别盛有浓硫酸和浓盐酸的试剂瓶，瓶口出现白雾的是浓盐酸；
（2）它们都能除铁锈，写出盐酸与铁锈主要成分反应的化学方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
（3）它们都能与碱反应生成盐和水，该类反应属于复分解反应（填基本反应类型）；
（4）稀盐酸和稀硫酸具有相似化学性质的微观本质是在溶液中都能解离出氢离子．
6．下列生活中的说法或做法，不正确的是（　　）
A．合理使用化肥和农药可使粮食增产
B．发射火箭是利用燃料燃烧产生的能量
C．吃水果和蔬菜能为人体补充维生素
D．大量废弃的塑料可以焚烧处理
7．实验室现有镁条、锌粒、铜片、石灰石、二氧化锰、氯酸钾、稀硫酸和稀盐酸，以及如图甲仪器，回答有关问题：

（1）写出仪器A的名称锥形瓶．
（2）利用上述药品和仪器制取并收集一瓶氢气，你选择的药品是锌和稀硫酸，选择的仪器是ACID（填字母），反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；只利用上述药品和仪器还可以制取的另一种气体是二氧化碳．
（3）小明同学计划设计如图乙所示的装置测定空气中氧气的含量：其中试管的实际容积为40mL，注射器的实际容积为60mL且润滑性很好，实验开始前注射器活塞的前沿在20mL处．假设此实验能够按小明的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
①若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，待试管冷却后再打开弹簧夹．实验过程中可观察到的现象是：白磷燃烧，产生大量白烟，活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处．
②若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，并待试管冷却．实验过程中可观察到的现象是：白磷燃烧，产生大量白烟，活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处．
③若按小明的设想进行实验，实际可能会遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如：白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数．

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