Question

还原性铁粉在潮湿的空气中容易生锈．现有m₁ g生锈的铁粉样品，某兴趣小组同学按下图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数（铁锈按氧化铁处理）．
（1）装置A中反应的化学方程式是________．
（2）某同学欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数．B中的最佳试剂是________（填序号），实验时B中反应的化学方程式是________．
①澄清石灰水　　 ②氢氧化钠浓溶液　　 ③稀盐酸　　 ④水
（3）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③________．
（4）完全反应后，甲同学称得铁粉的质量为m₂ g，同时测得装置B增重m₃ g，则铁粉样品中氧化铁的质量分数为________．
（5）请你说说尾气的处理方法________．

Answer 1

解：（1）一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂．
故答案为：3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
（2）能很好的吸收二氧化碳的物质是氢氧化钠浓溶液，所以欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数．应选用的最佳试剂是②氢氧化钠浓溶液．它与二氧化碳的化学反应式是：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O．
故答案为：②、CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）CO除上述两作用外，还可以将装置中的CO₂送入NaOH溶液中．
故答案为：将装置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（4）装置B增重m₃g，说明有m₃g二氧化碳生成，所以我们可以设生成m₃g二氧化碳需要氧化铁X
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
160 132
X m₃g
，X=
所以样品中含氧化铁的质量分数是：=．
思路2：由于固体是质量减少的，所以也可以借助m₁-m₂质量差值来求算氧化铁的质量．所以设氧化铁的质量为y．
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂△m
160 112 48
y （m₁-m₂）g
=，y=（m1-m2）g．
所以样品中含氧化铁的质量分数为×100%
（5）用气球收集或用酒精灯点燃该气体．
故答案为：
（1）3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂；
（2）②，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（3）将装置中的CO₂送入NaOH溶液中；
（4）或者为×100%；
（5）用气球收集．
分析：（1）根据一氧化碳还原氧化铁写出化学反应式；
（2）氢氧化钠浓溶液可以很好的吸收二氧化碳气体，我们可以通过称量化学反应前后的B装置质量，和化学反应式计算样品中氧化铁的质量分数；
（3）还可促使生成的二氧化碳气体进入装置B；
（4）根据装置B增重m₃g，计算出氧化铁的质量，然后根据铁粉样品的总质量计算氧化铁的质量分数．
（5）一氧化碳有毒，逸散到空气中会污染空气，所以想法收集．
点评：题通过一氧化碳还原氧化铁的反应，考查相关化学反应式的书写和计算，要同学们具有综合的化学知识，才可做好此题．