Question

取m₁g某鐵的化合物粉末（由兩種元素組成）進(jìn)行如下實驗．將該粉末和足量碳粉（C）充分混合，平鋪在反應(yīng)管a中，b瓶中盛有新制的澄清石灰水．按圖10所示連接儀器（鐵架臺等固定裝置未畫出）并檢查氣密性．
實驗開始時，先進(jìn)行操作G，過一段時間后，加熱反應(yīng)管a，觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)，并有熔融物生成．同時，b瓶的溶液中出現(xiàn)白色渾濁．經(jīng)一系列測定，確定反應(yīng)完全后，停止加熱，繼續(xù)通氮氣，直到反應(yīng)管冷卻．此時，管中的熔融物凝固成銀白色金屬M，再進(jìn)行分離、提純、稱量，得到m₂g純金屬M，且m₁=1.38m₂．根據(jù)以上敘述回答問題：
（1）寫出檢查該裝置氣密性的方法（檢查時可選用你認(rèn)為所需的儀器）

 

．
（2）操作G是

 

，目的是

 

．
（3）該鐵的化合物粉末的化學(xué)式為

 

；反應(yīng)管a中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
已知Al與該粉末在高溫下也能發(fā)生類似該反應(yīng)類型的反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點：碳的化學(xué)性質(zhì),檢查裝置的氣密性,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：碳單質(zhì)與含碳化合物的性質(zhì)與用途

分析：（1）根據(jù)檢查氣密性的方法分析解答；
（2）根據(jù)操作G是通一段時間氮氣，以排盡試管里的空氣，防止有氧氣使產(chǎn)生的一氧化碳燃燒發(fā)生爆炸解答；
（3）用碳單質(zhì)常用來冶煉金屬銅、鐵，由“管中的熔融物凝固成銀白色金屬M”可知該金屬是鐵塊．設(shè)該鐵的氧化物的化學(xué)式是Fe_xO_y，根據(jù)m₁=1.38m₂列出反應(yīng)的化學(xué)方程式計算；

解答：解：
（1）檢查該裝置氣密性的方法是：連接好裝置，將導(dǎo)管的一端浸入水中，用手握住試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則說明裝置不漏氣；
（2）操作G是通一段時間氮氣，以排盡試管里的空氣，防止有氧氣使產(chǎn)生的一氧化碳燃燒發(fā)生爆炸；
（3）該實驗室是用碳單質(zhì)冶煉金屬，用來冶煉金屬銅、鐵，由“管中的熔融物凝固成銀白色金屬M”可知該金屬是鐵塊．設(shè)該鐵的氧化物的化學(xué)式是Fe_xO_y，反應(yīng)如下：
2Fe_xO_y+yCO

高溫  .

2xFe+yCO₂
2（56x+16y）   2x×56
  m₁            m₂

m1

m2

=

2(56x+16y)

2x×56

=1.38
解答：x：y=3：4，該鐵的化合物粉末的化學(xué)式為Fe₃O₄；反應(yīng)管a中，反應(yīng)物為碳和四氧化三鐵，產(chǎn)生金屬單質(zhì)為鐵單質(zhì)，化學(xué)方程式為：Fe₃O₄+2C

高溫  .

3Fe+2CO₂↑．
鋁和四氧化三鐵在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)生成氧化鋁和鐵，反應(yīng)的方程式為：8Al+3Fe₃O₄ 

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃．
答案：
（1）連接好裝置，將導(dǎo)管的一端浸入水中，用手握住試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，則說明裝置不漏氣
（2）通一段時間氮氣  以排盡試管里的空氣，防止有氧氣使產(chǎn)生的一氧化碳燃燒發(fā)生爆炸
（3）Fe₃O₄   Fe₃O₄+2C

高溫  .

3Fe+2CO₂↑．
8Al+3Fe₃O₄ 

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃．

點評：本題綜合考查了物質(zhì)的組成和含量測定，注意通過反應(yīng)計算物質(zhì)的化學(xué)式是解答本題的關(guān)鍵，本題難度中等．