Question

某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课展示了一套如图所示的实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不反应）．查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：
H₂C₂O₄

浓硫酸 . . 加热

 CO↑+CO₂↑+H₂O，通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识．
（1）第一小组同学说：从实验安全和实验操作程序看，首先要检查装置的气密性，实验开始先加热

A

（填A或D）处；实验结束时，应该

先

（填先或后）停止D处的加热；从环保的角度讲，此装置还存在的问题是：

没有对反应中剩余的一氧化碳进行处理

．
（2）第二小组的同学说：用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产物，其中B装置的作用是

吸收A中反应生成的二氧化碳

；E装置的作用是

吸收D中反应生成的二氧化碳

；一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为

3CO+Fe₂O₃

高温  .

3CO₂+2Fe

．
（3）第三小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品的质量分数．他们的测定方法是：称取氧化铁的质量分数为10.0g，完全反并冷却后再称量剩余固体的总质量为7.6g．计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为

80%

．
（4）第四小组同学说：利用这套装置还有其它测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量，再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算出样品中氧化铁的质量分数．但按此方法测定的结果却比实际的偏大，造成这种误差的原因可能是

B装置吸收CO₂不充分；E吸收了装置里空气中的CO₂或者外界CO₂进入的干扰（给出一条合理答案即可）

．

Answer 1

分析：（1）CO不纯，点燃可能会引起爆炸，应让CO充满整个装置，所以要先让A中反应发生，结束时为防止铁被氧化，要继续通一会CO，所以要先停止D加热；从环保的角度考虑一氧化碳对空气的污染即可．
（2）根据B装置中氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳分析；根据反应物、反应条件、生成物写出化学方程式；
（3）根据一氧化碳还原氧化铁的化学反应式和提供的数据利用量差法进行计算即可．
（4）从装置B吸收二氧化碳时的不充分或E可能吸收空气中的二氧化碳等方面进行分析即可；

解答：解：（1）CO是可燃性气体，不纯点燃会发生爆炸，所以应先让CO充满整个装置，故实验开始时先加热A处的酒精灯，使产生的一氧化碳排净装置内的空气；实验结束时，为防止生产的铁被氧化，要继续通一会CO直至装置冷却，所以要先熄灭D处酒精灯；从环保的角度考虑为防止有毒的未反应的一氧化碳通过E进入空气应在E后对一氧化碳进行处理；
（2）B装置中的氢氧化钠溶液可以吸收A装置中产生的二氧化碳，防止二氧化碳干扰D中的反应；E装置中的氢氧化钠溶液可以吸收D中生成的二氧化碳，并收集一氧化碳．一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是：3CO+Fe₂O₃

高温  .

3CO₂+2Fe．
（3）设样品中氧化铁的质量为X，由提供的数据
3CO+Fe₂O₃

高温  .

3CO₂+2Fe质量之差m
     160            112   160-112=48
      X                    10g-7.6g═2.4g

160

48

=

x

2.4g

解得：X=8g
化铁样品中氧化铁的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%
（4）E装置在反应后增加的质量是反应中生成的二氧化碳的质量，如果B装置吸收CO₂不充分或E吸收了装置里空气中的CO₂或者外界CO₂进入的干扰，就会使二氧化碳的质量增大，实际测定结果就会偏大：
故答案为：（1）A；先；没有对反应中剩余的一氧化碳进行处理；（2）吸收A中反应生成的二氧化碳；吸收D中反应生成的二氧化碳，并且收集一氧化碳；3CO+Fe₂O₃

高温  .

3CO₂+2Fe．
（3）80%；（4））B装置吸收CO₂不充分；E吸收了装置里空气中的CO₂或者外界CO₂进入的干扰（给出一条合理答案即可）．

点评：本题考查了一氧化碳还原氧化铁的反应原理、步骤、实验现象、尾气处理以及应用．要注意有毒气体不能随意排放，必须经过处理后变成无害物质再排放．