Question

3．某化学兴趣小组的同学对一份赤铁矿石（主要成分氧化铁，假设杂质不参与反应，也不分解）样品纯度进行探究．他们称取了10g固体样品，用图所示的装置进行实验．

（1）装置A中发生的化学反应方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）实验室还可用装置A制取其他气体，写出相应的化学反应方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，收集该气体的方法可以是排水法或向上排空气法；
（3）装置D的作用除去混合气体中的二氧化碳，装置G的作用点燃一氧化碳，以防污染空气；
（4）装置E中充分反应后，质量减轻2.4g，赤铁矿石的纯度为80%．

Answer 1

分析 （1）根据反应原理来书写反应的化学方程式；
（2）根据该装置的特点来分析；
（3）根据氢氧化钠的性质以及尾气中含有有毒的一氧化碳来分析；
（4）在分析已知量和未知量之间的质量关系时，要注意找出隐蔽的条件．根据质量守恒定律，求出反应前后固体质量的减少．此题中含有杂质的氧化铁粉末中的纯净的氧化铁才能与一氧化碳反应生成铁，而反应前后固体质量减少2.4g，然后根据化学方程式利用差量法进行计算出氧化铁的质量，再求其质量分数．

解答 解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）A装置适用于固体与液体在常温下反应来制取气体，可用稀硫酸与锌粒来制取氢气，氢气的密度比空气小，可用向下排空气法来收集，难溶于水，可用排水法来收集；可用过氧化氢在二氧化锰的催化作用下来制取氧气，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法或向上排空气法来收集；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；排水法或向上排空气法（答案合理皆可）；
（3）装置D中的氢氧化钠溶液可以除去混合气体中的二氧化碳；因为尾气中含有一氧化碳，有毒不能直接排放到空气中，需要点燃处理；故填：除去混合气体中的二氧化碳；点燃一氧化碳，以防污染空气；
（4）解：设不纯的氧化铁粉末中氧化铁的质量为x，根据题意得：
  Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂ 质量减少
   160           112        160-112=48
    x                       2.4g
$\frac{160}{48}=\frac{x}{2.4g}$
x=8g
赤铁矿石的纯度为$\frac{8g}{10g}×100%$=80%
故填：80%．

点评 本题是根据化学方程式，利用差量法进行计算，难度较大；此类型的题目要仔细审题，找出等量关系，然后再利用混合物中纯度计算公式即可．