题目内容

(16分)某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程:

(1)装置甲中发生的反应为:HCOOH(甲酸)CO↑+H2O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。制取一氧化碳时应该 (填字母)。

a.将甲酸滴入浓硫酸 b.将浓硫酸滴入甲酸 c.将甲酸与浓硫酸混合后加入

(2)请按合适的顺序连接好以下装置:甲→( )→( )→( )

(3)丙装置中碱石灰的作用是 。

(4)实验将近完成时,熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为 。

(5)为了探究影响反应产物的外界因素,在Fe2O3,与CO反应部位,该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验,结果如下:

加热方式

通CO加热

时间/min

澄清石灰水变

浑浊时间/min

产物颜色

产物能否全部

被磁铁吸引

酒精灯

30

5

黑色

能

酒精喷灯

30

1

黑色

能

①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能,他提出的两种理由是: 、 。

②丙同学查找资料发现,Fe3O4也能被磁铁吸引,对黑色产物成分提出以下三种假设:i.全部为铁;ii. ;iii. 。

③通过进一步定量实验,黑色产物所含元素组成和质量分数如下:

样品序号

加热方式

元素组成和质量分数

产物样品I

酒精灯

w(Fe)=74.4%、w(O)=25.6%

产物样品II

酒精喷灯

w(Fe)=100%

样品I的成分及质量分数为 。

(1)a(2分);(2)甲—丙—丁—乙;(2分);(3)除去一氧化碳中的甲酸和水蒸气(2分);

(4)丁甲乙(2分);

(5)①碳单质不会被磁铁吸引,从氧化还原角度分析不可能生成碳单质等(3分);②全部为四氧化三铁,四氧化三铁和铁的混合物(2分);③w(Fe3O4)=92.8%、w(Fe)=7.20%(3分)。

【解析】

试题分析:(1)由于甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。为了防止产生大量的甲酸蒸气扩散到空气中,加热浓硫酸与甲酸的混合物制取CO的操作方法是甲酸滴入浓硫酸,选项是a;(2)用甲装置制取CO,用碱石灰干燥CO并除去挥发的甲酸蒸气,然后将干燥的CO通入Fe2O3的装置,发生反应:3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2.,反应产物可以用乙装置的澄清石灰水检验,CO是大气污染物,用点燃的方法除去。因此合适的顺序连接好以下装置:甲—丙—丁—乙;(3)丙装置中碱石灰的作用是除去一氧化碳中的甲酸和水蒸气;(4)实验将近完成时,先熄灭装置丁中的酒精灯,使产生的Fe在CO环境中冷却,然后熄灭制取CO的甲装置的酒精灯,最后熄灭尾气处理的乙装置中酒精灯;(5) ①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能,他提出的两种理由是:碳单质不会被磁铁吸引,Fe会磁铁吸引,而且从氧化还原角度分析不可能生成碳单质等;②丙同学查找资料发现,Fe3O4也能被磁铁吸引,对黑色产物成分提出以下三种假设:i.全部为铁;ii.全部为四氧化三铁; iii.四氧化三铁和铁的混合物;③完全是Fe3O4,则w(Fe)= (56×3)÷(56×3+16×4)=72.4%、w(O)=27.6%, 假如样品I中Fe的含量是74.4%>72.4%,说明为Fe和Fe3O4的混合物。设总质量为m,其中Fe的含量是x,Fe3O4的含量是(1-x),则[xm+(56×3)÷(56×3+16×4)×(1-x)] ÷m=74.4%,解得x=7.20%, (1-x)=92.8%。即w(Fe)=7.20%、w(Fe3O4)=92.8%。

考点:考查装置的连接顺序、化学操作的步骤、实验方案的设计与评价、物质纯度的计算的知识。

考点分析: 考点1:综合性实验 考点2:铁及其化合物 考点3:铜及其化合物 试题属性
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