Question

为了测定实验室某生锈铁片中铁元素的质量分数，两位同学分别设计了如下甲、乙两个实验方案．
方案甲：称得生锈铁片的质量为m₁g，按图I所示装置进行实验．完全反应后，测得室温下产生氢气的体积为V₁L，查得其密度为p₁g/L．
方案乙：称得生锈铁片的质量为m₂g，先按图II所示装置进行实验．充分反应后，停止加热，继续通入CO至室温．将得到的铁，按图I所示装置继续进行实验．完全反应后，测得室温下产生氢气的体积为V₂L，查得其密度为p₁g/L．

【查阅资料】假设铁锈的杂质中不含铁元素．
【评价交流】上述两个方案中，可行的是方案________（填“甲”或“乙”）；分析不可行方案，其缺陷是________．
【设计实验】方案乙中，同学们设计了如下实验报告，请帮助完成．

试验编号	实验步骤	实验现象	结论或化学方程式
①装置II	通入CO加热，完全反应后，停止加热，继续通入CO至室温	生锈铁片变成光亮的银白色	CO具有________性，化学方程式为________
②装置I	将光亮铁片放入稀盐酸中，完全反应	溶液颜色由无色变成浅绿色，有气泡放出	化学方程式为 ________

【实验反思】按图II所示装置进行实验，导管末端放一个燃着的酒精灯的目的是：________．
【实验结论】生锈铁片中铁元素是质量分数是________%（用字母表示）．

Answer 1

乙    不能测出生锈铁片中铁元素的质量    还原    Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂    Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑    在E的导出管口处点燃导出的气体    
分析：由于生锈铁片中除了铁、铁的化合物之外还含有水分等不含铁元素的物质，由于方案甲中根据计算只能得出铁片中金属铁的质量，无法计算出铁的氧化物的质量，也就无法计算出铁元素的总质量；而乙首先利用还原剂把铁的化合物中的铁元素全部变成了金属铁，然后根据生成的氢气的质量就可求出参与反应的金属铁的质量即生锈铁片中铁元素的总质量．
解答：【评价交流】由于生锈铁片中除了铁、铁的化合物之外还含有水分等不含铁元素的物质，由于方案甲中根据计算只能得出铁片中金属铁的质量，而无法知道铁的化合物的质量；
【设计实验】①由于一氧化碳具有还原性，因此常用来冶炼金属，当实验结束时，要继续通一氧化碳，主要是因为玻璃管冷却会导致里面的压强减小，从而试管内的水会倒吸到玻璃管内；
②由于铁能够和稀盐酸反应生成氢气，该反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
【实验反思】由于一氧化碳有毒，排放到空气中会造成空气污染，因此必须对该气体进行处理，故酒精灯的作用为在E的导出管口处点燃导出的气体．
【实验结论】根据质量守恒定律可知，和稀盐酸反应的铁的质量即为生锈铁片中铁元素的质量，
设生锈铁片中铁元素的质量为x．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56 2
x ρ₂v₂

x=28ρ₁v₂
则生锈铁片中铁元素的质量分数为 ×100%=%．
故答案为：【评价交流】乙；不能测出生锈铁片中铁元素的质量；
【设计实验】

试验编号	实验步骤	实验现象	结论或化学方程式
①装置II	通入CO加热，完全反应后，停止加热，继续通入CO至室温	生锈铁片变成光亮的银白色	CO具有 还原性，化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②装置I	将光亮铁片放入稀盐酸中，完全反应	溶液颜色由无色变成浅绿色，有气泡放出	化学方程式为 Fe+2HCl═FeCl2+H2↑

【实验反思】在E的导出管口处点燃导出的气体．
【实验结论】%．
点评：本题难度较大，主要考查了铁的冶炼、铁的有关化学性质及质量守恒定律的应用，培养学生的分析问题、解决问题的能力．