Question

3．已知甲酸是液态一元弱酸，沸点是100.7℃．某化学兴趣小组拟用如图装置制备CO，验证CO的还原性和检验铁矿石样品中氧化铁的质量分数（假设矿石中除氧化铁外，其他成分都不与CO反应），CO的制备原理为：HCOOH$→_{△}^{浓硫酸}$CO↑+H₂O．回答下列问题：

（1）A装置中向烧瓶中添加浓硫酸的仪器名称是分液漏斗，该仪器使用前必须进行的操作是c（填正确答案标号）．
a．润湿 b．干燥 c．捡漏 d．预热
（2）用离子方程式表示B装置中NaOH溶液的作用：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．
（3）C装置中应盛放的试剂是浓硫酸．
（4）检查气密性、装入药品后，点燃D处酒精灯前必须进行的一项操作是检验从尾气出来的CO的纯度；实验结束后，应先熄灭D处的酒精灯．
（5）尾气的正确处理方法是c（填正确答案标号）．
a．直接排放 b．用碱石灰吸收 c．点燃 d．NaHCO₃溶液洗气后排放
（6）若实验前铁矿石样品的质量为xg，实验后测得E、B质量分别增加了yg和zg，则铁矿石样品中氧化铁的质量分数为$\frac{40y}{33x}$×100%．

Answer 1

分析 （1）根据装置图可知，向烧瓶中添加浓硫酸的仪器是分液漏斗，使用分液漏斗时要检漏；
（2）浓硫酸有强氧化性，能与甲酸反应生成二氧化碳、二氧化碳等酸性气体，在实验时要除去；
（3）CO还原氧化铁时，不能有水干扰，在高温条件下，水能与铁反应，所以要干燥；
（4）因为CO为易燃气体，所以点燃D处酒精灯前，要检验从尾气出来的气体的纯度，为防止生成的生成的铁与氢氧化钠溶液中挥发出的水分反应，要等铁冷却再停止通CO气体；
（5）CO为可燃性气体，燃烧后生成二氧化碳，据此选择处理的方法；
（6）实验后测得E、B质量分别增加了yg和zg，则一氧化碳与铁的氧化物反应生成的二氧化碳的质量为yg，根据二氧化碳的质量可计算得氧化铁的质量，据此计算矿石样品中氧化铁的质量分数．

解答 解：（1）根据装置图可知，向烧瓶中添加浓硫酸的仪器是分液漏斗，使用分液漏斗时要检漏，故选c，
故答案为：分液漏斗；c；
（2）浓硫酸有强氧化性，能与甲酸反应生成二氧化碳、二氧化碳等酸性气体，在实验时要除去，所以B装置中NaOH溶液的作用除去CO中二氧化碳或二氧化硫等酸性气体，反应的离子方程式为CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（3）CO还原氧化铁时，不能有水干扰，在高温条件下，水能与铁反应，所以要干燥，则C中应装有浓硫酸，
故答案为：浓硫酸；
（4）因为CO为易燃气体，所以点燃D处酒精灯前，要检验从尾气出来的CO的纯度，为防止生成的生成的铁与氢氧化钠溶液中挥发出的水分反应，要等铁冷却再停止通CO气体，所以实验结束后，应先熄灭D处酒精灯，
故答案为：检验从尾气出来的CO的纯度；D；
（5）CO为可燃性气体，燃烧后生成二氧化碳，故选 c；
（6）实验后测得E、B质量分别增加了yg和zg，则一氧化碳与铁的氧化物反应生成的二氧化碳的质量为yg，根据反应3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO₂+2Fe可知，氧化铁的质量为$\frac{160}{44×3}$×yg=$\frac{40}{33}$yg，所以矿石样品中氧化铁的质量分数为$\frac{\frac{40}{33}y}{x}$×100%=$\frac{40y}{33x}$×100%，
故答案为：$\frac{40y}{33x}$．

点评 本题考查了学生对金属冶炼原理的理解，也考查了学生的实验能力、计算能力，注意对实验基本知识的掌握，题目难度中等．