题目内容
8．实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物．
（1）装置A中发生反应的离子方程式Zn+2H+=Zn2++H2↑
（2）装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO4溶液，其目的是加快氢气产的速率，其原理是Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn（负极）、Cu（正极）与稀盐酸（电解质溶液）组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率．
（3）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b出口处必须收集氢气验纯．
（4）装置B的作用是除去氢气中的氯化氢；装置C中装的液体是浓硫酸，所起的作用是干燥氢气．
（5）在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是3H2+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H2O，H2+FeO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+H2O．
（6）若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2g，反应完全后U型管的质量增加7.2g，则混合物中Fe2O3的质量为16g．
（7）U型管E右边又连接干燥管F的目的是防止空气中的水蒸气等气体进入E中，若无干燥管F，测得Fe2O3的质量将偏大（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
（8）若反应后得到的残留固体中还有少量FeO，测得的Fe2O3质量将偏小（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
分析 装置A是制备氢气的发生装置，通过装置B中的水除去氢气中的氯化氢，通过装置C中的浓硫酸干燥氢气，通过装置D还原FeO和Fe2O3的混合物，生成的水蒸气进入装置E吸收，称量质量变化得到生成水的质量计算氧化铁的质量，装置F是防止空气中的水蒸气进入装置E影响测定结果的准确性，
（1）依据装置中气体压强变化和液面变化分析判断装置气密性；
（2）Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn（负极）、Cu（正极）与稀盐酸（电解质溶液）组成很多微小原电池；
（3）氢气是可燃性气体加热或点燃前需要进行验纯；
（4）A中产生的H2中混有HCl和水蒸气，必须通过洗气逐一除去，防止干扰后续实验；
（5）D装置发生的反应是氢气还原氧化亚铁、氧化铁的反应，生成了铁和水；
（6）根据氧化铁、氧化亚铁的总质量及U型管的质量增加7.2g为水的质量列式计算；
（7）若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收则所测生成水的质量增大，氧元素物质的量偏大，Fe2O3的质量也将偏大；
（8）若反应后得到的残留固体中还有少量FeO，E吸收则所测生成水的质量减小，氧元素物质的量偏小．
解答 解：（1）A中锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，
故答案为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，；
（2）装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO4溶液，锌和硫酸铜溶液反应生成铜附着在锌表面，在稀硫酸中形成原电池反应加快反应速率，
故答案为：加快氢气产的速率；Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn（负极）、Cu（正极）与稀盐酸（电解质溶液）组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率；
（3）氢气是可燃性气体，装置中需要充满氢气后方可进行加热反应，所以需要对氢气进行验纯，避免混有空气加热发生爆炸，在F处收集氢气验纯；
故答案为：收集氢气验纯；
（4）由于A中产生的H2中混有HCl和水蒸气，必须通过洗气逐一除去，防止干扰后续实验，所以B的作用是除去氢气中的氯化氢，C的浓硫酸，用于干燥氢气，
故答案为：除去氢气中的氯化氢；浓硫酸；干燥氢气；
（5）装置D中发生的是氧化亚铁、氧化铁与氢气的反应，反应方程式为：3H2+Fe2O32Fe+3H2O，H2+FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+H2O，
故答案为：3H2+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H2O，H2+FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+H2O；
（6）U型管的质量增加的7.2g是水，物质的量是 $\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，
设FeO、Fe2O3物质的量分别为X、Y，则：X+3Y=0.4
根据质量可列式：72X+160Y=23.2
解得Y=0.1，X=0.1，
所以氧化铁的质量为：160g/mol×0.1mol=16g，
故答案为：16；
（7）干燥管F的作用防空气中水蒸气对实验干扰，若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，Fe2O3的质量将偏大，
故答案为：防止空气中的水蒸气等气体进入E中；偏大；
（8）若反应后得到的残留固体中还有少量FeO，E吸收则所测生成水的质量减小，氧元素物质的量偏小，依据（6）中金属可知设此时生成水质量为m，
72X+160Y=23.2
X+3Y=$\frac{m}{18}$
Y=$\frac{56m}{18}$-23.2，m越小，Y越小，
测得的Fe2O3质量将偏小，
故答案为：偏小．
点评 本题考查了测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，是一道综合实验题，解题的关键是掌握各种装置的作用，并能根据相关的数据进行计算，此题对训练学生思维能力有一定帮助，本题难度中等．
快乐小博士巩固与提高系列答案
，上述反应涉及的第二周期元素中第一电离能由大到小的顺序为F＞O＞C（用元素符号表示）．
| A． | 同一支钢笔使用不同品牌墨水时，容易发生堵塞现象 | |
| B． | 当日光从窗隙射入暗室时，可观察到一束光线 | |
| C． | 向氢氧化铁与水形成的某分散系中插入正、负电极，通直流电一段时间后，一极附近颜色变深 | |
| D． | 向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀 |
| A． | 石油里含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 | |
| B． | 含有C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 | |
| C． | 石油的分馏是一个物理过程，而裂化及裂解属于化学过程 | |
| D． | 石油裂解的惟一目的是获得乙烯 |
| A． | HBr、HCl、HF | B． | K、Mg、Na | ||
| C． | MgO、NaCl、KBr | D． | 晶体硅、碳化硅、金刚石 |
| A． | 1mol氧为32g | |
| B． | 摩尔是物质的量的单位 | |
| C． | 44gCO2的体积为22.4L | |
| D． | 2mol/L的BaCl2溶液中含Cl-的个数为2.408×1024 |
某温度时，在0.5L密闭容器中某一反应的A、B气体物质随时间变化的曲线如图所示，完成下列问题：