Question

20．用含有二氧化碳和水蒸氣雜質(zhì)的某還原性氣體（氫氣和一氧化碳中的一種）測(cè)定一種鐵的氧化物（Fe_xO_y）的組成，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

根據(jù)圖回答下列問(wèn)題：
（1）甲裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中丁裝置白色粉末變藍(lán)色，而戊裝置中溶液沒(méi)有明顯變化，則該還原性氣體是氫氣
（3）當(dāng)丙裝置中的Fe_xO_y全部被還原后，稱(chēng)量剩余固體的質(zhì)量為11.2g，同時(shí)測(cè)得丁裝置的質(zhì)量增加了5.4g．則該鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe₂O₃．
（4）上述實(shí)驗(yàn)中，如果沒(méi)有乙裝置，將使測(cè)定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量的比值偏小（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．

Answer 1

分析 作為綜合實(shí)驗(yàn)題利用還原性氣體測(cè)定鐵的氧化物的組成，其原理是根據(jù)生成物的質(zhì)量通過(guò)計(jì)算確定結(jié)果．就初中階段，還原性氣體有氫氣和一氧化碳，他們奪氧后生成水和二氧化碳．原氣體中混有二氧化碳和水蒸氣，所以必須先除去，然后讓還原性氣體反應(yīng)，丁戊裝置用以檢驗(yàn)生成的水和二氧化碳，據(jù)此分析計(jì)算．

解答 解：（1）因二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，通過(guò)甲裝置可以除去，所以甲裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中丁裝置白色粉末變藍(lán)色，而戊裝置中溶液沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明了該反應(yīng)有水生成，沒(méi)有二氧化碳生成，則該還原性氣體是氫氣．
（3）丙裝置中的Fe_xO_y全部被還原，剩余固體為生成的鐵的質(zhì)量．丁裝置中盛放無(wú)水硫酸銅吸收水，增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量，所以：
yH₂+Fe_xO_y $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+yH₂O
                          56x      18y
                         11.2g    5.4g
   $\frac{56x}{18y}=\frac{11.2g}{5.4g}$       解得：$\frac{x}{y}$=$\frac{2}{3}$
所以該鐵的氧化物的組成為：Fe₂O₃
（4）如果沒(méi)有乙裝置，混有的水蒸氣被吸收丁裝置，故生成水質(zhì)量偏大，相當(dāng)于氫氣奪得的氧的質(zhì)量增加，故測(cè)得結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量的比值偏�。�
故該題的答案為：（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；（2）氫氣（3）Fe₂O₃；（4）偏�。�

點(diǎn)評(píng) 解答實(shí)驗(yàn)探究題首先明確該實(shí)驗(yàn)的目的是用還原性氣體測(cè)定鐵的氧化物的組成，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治龈鲗?shí)驗(yàn)裝置的作用，逐一分析解答．