Question

【题目】(一)某化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数。

(1)仪器A的名称是___________。

(2)C装置的作用______________。

(3)该小组同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能会导致铁质量分数测量值偏低的是___________。

A．A中反应不完全

B．反应生成的SO2部分被E中碱石灰吸收

C．E中碱石灰会吸收空气中的CO2和H2O

D．反应完全后，还有CO2气体滞留在装置体系中

(二)将19.20 g CuO和Fe2O3的混合物在高温下与足量的CO充分反应，反应后全部气体用200 mL 1.20 molL-1 Ba(OH)2溶液吸收，生成35.46 g白色沉淀(不考虑沉淀的溶解，忽略溶液体积的变化)。

(4)则吸收气体后溶液中溶质的化学式为________，其浓度为_________。

(5)混合物中CuO和Fe2O3的物质的量之比为__________。

Answer 1

【答案】圆底烧瓶 除尽反应生成的二氧化硫 BC Ba(HCO3)2 0.3 molL-1 2:1

【解析】

(一)由装置图可知，实验原理是通过测定干燥管E的质量增重确定二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算铁碳合金中碳的质量，进而计算铁的质量，再计算合金中铁的质量分数。故二氧化硫会影响二氧化碳的测定，进入干燥管E的气体应除去二氧化硫、且干燥。

(二) CuO和Fe2O3的混合物在高温下与足量的CO充分反应生成CO2，少量CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3，过量的CO2再与与BaCO3反应生成Ba(HCO3)2，依据反应的化学方程式解题即可。

(1)仪器A为圆底烧瓶。

(2)C中酸性高锰酸钾可以和SO2发生反应，因此C装置是为了除尽SO2，避免影响对CO2的测定。

(3)A．A中反应不完全，导致测定的CO2的质量减少，铁的质量分数增大，故A错误。

B．反应生成的SO2部分被E中碱石灰吸收，导致测定的CO2的质量增大，铁的质量分数减小，故B正确。

C．E中碱石灰会吸收空气中的CO2和H2O，导致测定的CO2的质量增大，铁的质量分数减小，故C正确。

D．装置中残留的CO2没有完全被E吸收，导致测定的CO2的质量减少，铁的质量分数增大，故D错误。本题选BC。

(二) (4)发生反应为CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O①、CO2+H2O+BaCO3=Ba(HCO3)2②。生成35.46 g白色沉淀BaCO3，根据化学方程式①可求得参加反应①的n1［Ba(OH)2］=n(BaCO3)==0.18mol，参与反应②的n2［Ba(OH)2］=0.2 L×1.20 molL－1－0.18mol =0.06 mol，根据化学方程式②列比例式可得n［Ba (HCO3)2］=0.06 mol，c［Ba (HCO3)2］==0.3 mol/L。吸收后溶液的溶质为Ba (HCO3)2。

(5)参与反应①的n1(CO2)= n1［Ba(OH)2］=0.18mol，参与反应②的n2(CO2)= n2［Ba(OH)2］+ n2(BaCO3)=0.12mol，因为生成的CO2全部参与了反应，n(CO2)= 0.18mol+0.12mol=0.3mol。设CuO和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol，根据化学方程式CuO+COCu+CO2、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，列方程组80x+160y=19.2①，x+3y=0.3②，解得x=0.12 mol，y=0.06 mol。CuO和Fe2O3的物质的量之比为2∶1。