题目内容

20.铁粉在潮湿的空气中容易生锈.现有m1g生锈的铁粉样品,某兴趣小组同学按如图所示装置进行实验,测定该样品中氧化铁的质量分数(CO气体极难溶于水,铁锈按氧化铁处理).

(1)装置甲中发生反应的化学方程式是3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(2)某同学欲通过乙装置反应前后的质量变化,测定该样品中氧化铁的质量分数.乙中的最佳试剂是③.(选填序号).
①水
②稀盐酸
③氢氧化钠浓溶液
④澄清石灰水
(3)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,还能起到的作用是:实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;停止加热后,防止甲中生成物被氧化,防止乙中的溶液倒吸入甲中等.请你再写出一点CO气体在上述实验中起到的作用将装置中的CO2送入NaOH溶液中
(4)完全反应后,该同学称得铁粉的质量为m2g,同时测得装置乙增重m3g,则铁粉样品中氧化铁的质量分数为$\frac{40{m}_{3}}{33{m}_{1}}$.

分析 (1)根据一氧化碳还原氧化铁写出化学反应式;
(2)氢氧化钠浓溶液可以很好的吸收二氧化碳气体,我们可以通过称量化学反应前后的B装置质量,和化学反应式计算样品中氧化铁的质量分数;
(3)还可促使生成的二氧化碳气体进入装置B;
(4)根据装置B增重m3g,计算出氧化铁的质量,然后根据铁粉样品的总质量计算氧化铁的质量分数.

解答 解:(1)一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.故答案为:3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
(2)能很好的吸收二氧化碳的物质是氢氧化钠浓溶液,所以欲通过B装置反应前后的质量变化,测定该样品中氧化铁的质量分数.应选用的最佳试剂是③氢氧化钠浓溶液.它与二氧化碳的化学反应式是:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O.故答案为:③;
(3)CO除上述两作用外,还可以将装置中的CO2送入NaOH溶液中.
故答案为:将装置中的CO2送入NaOH溶液中;
(4)装置B增重m3g,说明有m3g二氧化碳生成,所以我们可以设生成m3g二氧化碳需要氧化铁的质量为x.
3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
     160           132
     x             m3g
则$\frac{160}{132}=\frac{x}{{m}_{3}g}$,解得x=$\frac{4{0m}_{3}g}{33}$,所以样品中含氧化铁的质量分数是:$\frac{40{m}_{3}g}{33}{÷m}_{1}$=$\frac{40{m}_{3}}{33{m}_{1}}$.
故答案为:
(1)Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(2)③;
(3)将产生的CO2完全压入B装置或其他合理答案
(4)40m3/33m1

点评 本题通过一氧化碳还原氧化铁的反应,考查相关化学反应式的书写和计算,要同学们具有综合的化学知识,才可做好此题.

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