题目内容

图1是用一氧化碳还原氧化铁实验装置图的一部分

（1）CO是通过加热草酸晶体制取的，写出相应的方程式
H2C2O4
  △  
.
 
CO↑+CO2+H2O
H2C2O4
  △  
.
 
CO↑+CO2+H2O
I部分装置可以选用
a
a
（填字母）
（2）某实验小组对上述装置进行如下改进（图2），并用改进后的装置测定铁锈样品的组成（铁锈样品中含有Fe2O3?nH2O和Fe两种成份）为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A、B中盛放的液态试剂依次可能是
c
c
、
a
a
（填字母编号）．
a．浓硫酸     b．澄清的石灰水     c．氢氧化钠溶液    d．无水氯化钙
（3）写出图3C装置中发生的反应方程式
Fe2O3?nH2O+3CO
  △  
.
 
2Fe+3CO2+nH2O
Fe2O3?nH2O+3CO
  △  
.
 
2Fe+3CO2+nH2O

（4）实验开始时，在点燃C处酒精灯之前应进行的操作及原因
通入混合气体一段时间，排除体系中的空气，防止加热时CO发生爆炸
通入混合气体一段时间，排除体系中的空气，防止加热时CO发生爆炸

（5）E装置的作用是
防止空气中的CO2和H2O进入体系，影响实验结果
防止空气中的CO2和H2O进入体系，影响实验结果

（6）准确称量样品的质量10.00g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量（假设每步均完全反应），硬质玻璃管中剩余固体质量为8.32g，D中浓硫酸增重0.72g，则n=
2
2
．
分析：（1）草酸是乙二酸，加热分解生成一氧化碳、二氧化碳、水；固体加热制气体需要选择在大试管中，固定到铁架台上，试管口略向下倾斜；
（2）草酸分解生成的气体中含有一氧化碳、二氧化碳、水，实验目的是用一氧化碳含有铁的氧化物，所以需要除去二氧化碳和水蒸气‘二氧化碳用氢氧化钠溶液除去，水蒸气用浓硫酸干燥；
（3）铁锈样品中含有Fe2O3?nH2O，通入一氧化碳反应氧化还原反应生成铁、二氧化碳和水；
（4）一氧化碳是可燃性气体，与空气混合加热或点燃会发生爆炸，所以需要C装置中充满一氧化碳后再点燃酒精灯加热；
（5）实验是测定铁锈样品的组成，U形管的主要作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置影响测定结果；
（6）结合方程式，根据固体减少的质量与浓硫酸增重的质量列关系式计算n值．
解答：解：（1）草酸是乙二酸，加热分解生成一氧化碳、二氧化碳、水；反应的化学方程式为：H2C2O4
  △  
.
 
CO↑+CO2+H2O；固体加热制气体的装置和酯氧气装置类似，选择在大试管中，固定到铁架台上，试管口略向下倾斜：所以选a，
故答案为：H2C2O4
  △  
.
 
CO↑+CO2+H2O；a；
（2）草酸分解生成的气体中含有一氧化碳、二氧化碳、水，实验目的是用一氧化碳含有铁的氧化物，所以需要除去二氧化碳和水蒸气‘二氧化碳用氢氧化钠溶液除去，水蒸气用浓硫酸干燥；故选c、a，故答案为：c、a；
（3）图3 C装置中是干燥的一氧化碳气体含有铁锈的反应，发生的反应方程式为：Fe2O3?nH2O+3CO
  △  
.
 
2Fe+3CO2+nH2O；
故答案为：Fe2O3?nH2O+3CO
  △  
.
 
2Fe+3CO2+nH2O；
（4）一氧化碳是可燃性气体，与空气混合加热或点燃会发生爆炸，为防止空气对反应的影响，应先除去各装置中的空气；要通入混合气体一段时间，防止空气中的CO2和H2O进入体系影响实验结果；
故答案为：通入混合气体一段时间，排除体系中的空气，防止加热时CO发生爆炸；
（5）根据实验目的需要用D测定生成水的质量．所以装置D不能和空气相连，E是碱性干燥剂可以吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，；
故答案为：防止空气中的CO2和H2O进入体系，影响实验结果；
（6）由题意知，固体质量减少的量为水和氧的量，浓硫酸吸收的量为水，反应方程式为：
Fe2O3．nH2O+3CO=Fe+3CO2+nH2O    质量减少的量为
                        18ng       （18n+48）g
                        0.72g      10.00g-8.32g
所以0.72g×（18n+48）g=18ng×（ 10.00g-8.32g）
解得n=2，故答案为：2．
点评：本题考查了实验基本操作、反应装置的选择，实验测定物质成分的方法设计与金属等知识点，难度不大，注意根据反应物的状态及反应条件选择反应装置．题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
Ⅰ．一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料．
（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍．
Ni（s）+4CO（g）Ni（CO）4（g） 该反应的△H
＜
＜
0 （选填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫．已知：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1
CO2（g）+C（s）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
S（s）+O2（g）=SO2（g）△H3=-296.0kJ?mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式
2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H3=-270kJ?mol-1
2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H3=-270kJ?mol-1
．
（3）如图中左图是一碳酸盐燃料电池，它以CO为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，右图是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验．回答下列问题：
①写出A极发生的电极反应式
CO-2e-+CO32-=2CO2
CO-2e-+CO32-=2CO2
．
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与
D
D
极 （填：“C”或“D”）相连．
③当消耗2.24L（标况下）CO时，粗铜电极理论上减少铜的质量
小于
小于
（填：“大于”、“等于”或“小于”）6.4克．
Ⅱ．（1）已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O，若1L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55mol，CrO42-有
10
11
转化为Cr2O72-．又知：常温时该反应的平衡常数K=1014．上述酸化后所得溶液的pH=
6
6
．
（2）根据有关国家标准，含CrO42-的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10-7mol?L-1以下才能排放．含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法．
①沉淀法：加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10]，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+．加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于
2.4×10-4
2.4×10-4
mol?L-1，然后再进行后续处理方能达到国家排放标准．
②还原法：CrO42-
绿矾
氢离子
Cr3+
石灰水
Cr（OH）3．用该方法处理10m3 CrO42-的物质的量浓度为1.0×10-3 mol?L-1的废水，至少需要绿矾（FeSO4?7H2O，相对分子质量为278）
8.34
8.34
Kg（保留两位小数）．

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。

（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应： Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)，H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99．9％的高纯镍。对该反应的说法正确的是 ?? (填字母编号)。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫。

已知：C(s)+O2(g)=CO(g)?? H=-Q1 kJmol-1

C(s)+ O2(g)=CO2(g)??? H=-Q2 kJmol-1

S(s)+O2(g)=SO2(g)???? H=-Q3 kJmol-1

则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)?? H=????????? 。

（3）金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图28（3）是四种金属氧化物（Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时与温度（t）的关系曲线图。

700oC时，其中最难被还原的金属氧化物是???????? (填化学式)，用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式系数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于 ?????????? 。

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如上图28（4）所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为?????????????? 。

若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为?? ??? L。

 

一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。

（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍：

 

 则该反应的△H       0（选填“>” 或“<”）。

（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：

C（s）+O2(g)=CO2(g)           △H1=-393.5kJ.mol-1

CO2（g）+C(s)=2CO(g)         △H2=+172.5kJ.mol-1

S（s）+O2(g)=SO2(g)          △H3=-296.0kJ.mol-1

请写出CO除SO2的热化学方程式                                           。

（3）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）+H2O     CO2(g)+H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0。如果反应开始时，在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol,5min末达到平衡，则此时CO的转化率为             ，H2的平均生成速率为              。

（4）下图中图1是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

回答下列问题：

①写出A极发生的电极反应式                                。

②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与        极（填“C”或“D”）相连。

③当消耗标准状况下2.24LCO时，C电极的质量变化为                 。

 

图1是用一氧化碳还原氧化铁实验装置图的一部分

（1）CO是通过加热草酸晶体制取的，写出相应的方程式______I部分装置可以选用______（填字母）
（2）某实验小组对上述装置进行如下改进（图2），并用改进后的装置测定铁锈样品的组成（铁锈样品中含有Fe2O3?nH2O和Fe两种成份）为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A、B中盛放的液态试剂依次可能是______、______（填字母编号）．
a．浓硫酸　　 b．澄清的石灰水　　 c．氢氧化钠溶液　　d．无水氯化钙
（3）写出图3C装置中发生的反应方程式______
（4）实验开始时，在点燃C处酒精灯之前应进行的操作及原因______
（5）E装置的作用是______
（6）准确称量样品的质量10.00g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量（假设每步均完全反应），硬质玻璃管中剩余固体质量为8.32g，D中浓硫酸增重0.72g，则n=______．

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