Question

14．工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe₂O₃，還含有少量的FeO、Fe₃O₄．為了測(cè)定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你參與過(guò)程分析．
【資料1】草酸晶體（H₂C₂O₄•3H₂O）在濃H₂SO₄作用下受熱分解，化學(xué)方程式為：
H₂C₂O₄•3H₂O$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$ CO₂↑+CO↑+4H₂O
（1）下列可用作草酸分解制取氣體的裝置是d（填字母編號(hào)）．

【問(wèn)題討論】用圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：


（2）進(jìn)入D中的氣體是純凈、干燥的CO，對(duì)D裝置加熱前和停止加熱后，都要通入過(guò)量的CO，其作用分別是：加熱前防止試管中的氣體不純．停止加熱后驅(qū)趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被E裝置中堿石灰全部吸收．
（3）如果把工業(yè)鐵紅當(dāng)做純凈的Fe_xO_y，那么稱取鐵紅30.4g，用上述裝置實(shí)驗(yàn)，完全反應(yīng)后，實(shí)驗(yàn)前后稱得D裝置減輕8.0g，則此工業(yè)鐵紅中Fe_xO_y的化學(xué)式是Fe₄O₅，寫出D裝置中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（4）請(qǐng)指出【問(wèn)題討論】中實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來(lái)確定制取裝置；
（2）加熱之前通入一氧化碳的目的是：將裝置中的空氣排出，防止發(fā)生爆炸；加熱之后通入一氧化碳的目的是：驅(qū)趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被E裝置中堿石灰全部吸收；
（3）根據(jù)化學(xué)式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；
（4）驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置．

解答 解：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄•3H₂O）在濃H₂SO₄作用下受熱分解制取一氧化碳，屬于固液在加熱的條件下反應(yīng)，故選擇裝置d；故填：d；
（2）加熱之前通入一氧化碳的目的是：將裝置中的空氣排出，防止發(fā)生爆炸；加熱之后通入一氧化碳的目的是：驅(qū)趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被E裝置中堿石灰全部吸收．故答案為：驅(qū)趕裝置中滯留的二氧化碳，使其全部被E裝置中堿石灰全部吸收．（合理即可）
（3）鐵紅減少的質(zhì)量即為鐵紅中氧元素的質(zhì)量，即：8.0g，則鐵元素的質(zhì)量為：30.4g-8.0g=22.4g，則$\frac{56x}{16y}=\frac{22.4g}{8.0g}$，$\frac{x}{y}=\frac{4}{5}$
即鐵紅Fe_xO_y的化學(xué)式為Fe₄O₅，故填：Fe₄O₅；
鐵紅中的氧化鐵與一氧化碳在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；故答案為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，（一氧化碳與FeO、Fe₃O₄也可以）
（4）一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)污染大氣，所以實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置；故填：缺少尾氣處理裝置．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析，得出結(jié)論，屬于實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論的探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握，細(xì)心解答．