Question

某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程：

（1）装置甲中发生的反应为：HCOOH （ 甲酸 ）

浓硫酸

△

 CO↑+H₂O．已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体．制取一氧化碳时应该

 

（填字母）．
a．将甲酸滴入浓硫酸     b．将浓硫酸滴入甲酸    c．将甲酸与浓硫酸混合后加入
（2）请按合适的顺序连接好以下装置：甲→

 

→

 

→

 

（3）丙装置中碱石灰的作用是

 

．
（4）实验将近完成时，熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为

 

．
（5）为了探究影响反应产物的外界因素，在Fe₂O₃，与CO反应部位，该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验，结果如下：

加热方式	通CO加热 时间/min	澄清石灰水变 浑浊时间/min	产物颜色	产物能否全部 被磁铁吸引
酒精灯	30	5	黑色	能
酒精喷灯	30	1	黑色	能

①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质．乙同学排除了该可能，他提出的两种理由是：

 

、

 

．
②丙同学查找资料发现，Fe₃O₄也能被磁铁吸引，对黑色产物成分提出以下三种假
设：i．全部为铁；ii．

 

；iii．

 

．
③通过进一步定量实验，黑色产物所含元素组成和质量分数如下：

样品序号	加热方式	元素组成和质量分数
产物样品I	酒精灯	w（Fe）=74.4%、w（O）=25.6%
产物样品II	酒精喷灯	w（Fe）=100%

样品I的成分及质量分数为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）装置甲中发生的反应为：HCOOH （ 甲酸 ）

浓硫酸

△

 CO↑+H₂O，则制取一氧化碳时应该将甲酸滴入浓硫酸；
（2）根据制备CO，除杂、还原氧化铁、尾气处理连接装置；
（3）丙装置中碱石灰的作用是除杂；
（4）实验将近完成时，防止倒吸先熄灭装置丁中酒精灯，尾气处理最后熄灭；
（5）①因为产物能全部被磁铁吸引，所以不会有碳生成，又因为CO作还原剂化合价升高不可能生成碳单质，据此分析；
②根据Fe₃O₄也能被磁铁吸引，则组合可能为全部为铁，全部为Fe₃O₄，铁和Fe₃O₄都有；
③设总质量为1g，则铁为xg，Fe₃O₄为（1-x）g，根据铁的含量列方程求解．

解答： 解：（1）装置甲中发生的反应为：HCOOH （ 甲酸 ）

浓硫酸

△

 CO↑+H₂O，则制取一氧化碳时应该将甲酸滴入浓硫酸，故选：a；
（2）根据实验原理，应分为制备CO，除杂、还原氧化铁、尾气处理连接装置，所以顺序为甲丙丁乙，故答案为：丙；丁；乙；
（3）丙装置中碱石灰的作用是除杂，所以作用为除去CO中的甲酸和水蒸气，故答案为：除去CO中的甲酸和水蒸气；
（4）实验将近完成时，防止倒吸先熄灭装置丁中酒精灯，尾气处理最后熄灭，所以熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为丁甲乙，故答案为：丁甲乙；
（5）①因为产物能全部被磁铁吸引，所以不会有碳生成，又因为CO作还原剂化合价升高不可能生成碳单质，故答案为：碳单质不会被磁铁吸引；CO作还原剂化合价升高不可能生成碳单质；
②根据Fe₃O₄也能被磁铁吸引，则组合可能为全部为铁，全部为Fe₃O₄，铁和Fe₃O₄都有，故答案为：全部为Fe₃O₄；铁和Fe₃O₄都有；
③设总质量为1g，则铁为xg，Fe₃O₄为（1-x）g，又氧的含量为25.6%，所以有

(1-x)× 64 232

1

=25.6%，解得x=0.0720，所以铁的含量为7.20%，Fe₃O₄的含量为1-7.20%=92.8%；故答案为：铁的含量为7.20%，Fe₃O₄的含量为92.8%．

点评：本题考查了气体的制备及其工业炼铁的装置的选择等，题目涉及的知识点较多，侧重于基础知识的综合应用的考查，题目难度中等．