Question

某同学模拟工业炼铁原理，用如图所示装置进行实验． 取8g氧化铁，通入足量一氧化碳，充分反应后，冷却，将玻璃管中的固体移入盛有49g硫酸溶液的烧杯中，恰好完全反应．该同学首先按如图所示装配好仪器，检查了气密性并装好仪器，接下来的操作是

 

（只写一步即可）．
（1）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是

 

；
（2）写出玻璃管内发生的化学方程式

 

．当反应完毕，此时应

 

 （选“停止通CO”或“熄灭酒精喷灯”）
（3）计算硫酸溶液的溶质质量分数（要求写成计算推理过程）．

Answer 1

考点：一氧化碳还原氧化铁,有关溶质质量分数的简单计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：金属与金属材料

分析：根据一氧化碳的性质进行分析、填空；
（1）根据一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气进行分析、填空；
（2）玻璃管中发生的反应是在高温的条件下，一氧化碳还原氧化铁；
（3）根据一氧化碳还原氧化铁的原理书写化学方程式，由该方程式找到氧化铁和铁单质间的数量关系可以求得单质铁的质量；然后由铁与稀硫酸反应的方程式找出铁与稀硫酸间的数量关系．

解答：解：通入一氧化碳，其目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时因一氧化碳不纯而引起爆炸；
故填：先通一段时间的一氧化碳．
（1）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，所以在导管末端点燃酒精灯的目的是防止一氧化碳污染空气；
故填：防止一氧化碳污染空气．
（2）在高温的条件下，一氧化碳能将氧化铁还原为铁，并生成二氧化碳；实验结束先停止加热，待装置冷却至室温再停止通一氧化碳的目的是：防止高温条件下铁被氧化．
故填：Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂；熄灭酒精喷灯；
（3）设8g氧化铁完全反应后生铁的质量为x．
Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂
160            112
8g             x

160

8g

=

112

x

 x=5.6g
设5.6g铁消耗硫酸的质量为y．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56   98
5.6g  y

56

5.6g

=

98

y

 y=9.8g
硫酸溶液的溶质质量分数为：

9.8g

49g

×100%=20%
答：硫酸溶液的溶质质量分数为20%．

点评：通过回答本题知道了炼铁的反应原理，并进一步熟悉了利用方程式进行计算的方法．