Question

3．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對一份赤鐵礦石（主要成分氧化鐵，假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)，也不分解）樣品純度進(jìn)行探究．他們稱取了10g固體樣品，用圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

（1）裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)室還可用裝置A制取其他氣體，寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，收集該氣體的方法可以是排水法或向上排空氣法；
（3）裝置D的作用除去混合氣體中的二氧化碳，裝置G的作用點(diǎn)燃一氧化碳，以防污染空氣；
（4）裝置E中充分反應(yīng)后，質(zhì)量減輕2.4g，赤鐵礦石的純度為80%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)原理來書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)該裝置的特點(diǎn)來分析；
（3）根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)以及尾氣中含有有毒的一氧化碳來分析；
（4）在分析已知量和未知量之間的質(zhì)量關(guān)系時(shí)，要注意找出隱蔽的條件．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，求出反應(yīng)前后固體質(zhì)量的減少．此題中含有雜質(zhì)的氧化鐵粉末中的純凈的氧化鐵才能與一氧化碳反應(yīng)生成鐵，而反應(yīng)前后固體質(zhì)量減少2.4g，然后根據(jù)化學(xué)方程式利用差量法進(jìn)行計(jì)算出氧化鐵的質(zhì)量，再求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）A裝置適用于固體與液體在常溫下反應(yīng)來制取氣體，可用稀硫酸與鋅粒來制取氫氣，氫氣的密度比空氣小，可用向下排空氣法來收集，難溶于水，可用排水法來收集；可用過氧化氫在二氧化錳的催化作用下來制取氧氣，氧氣的密度比空氣大，不易溶于水，可用排水法或向上排空氣法來收集；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；排水法或向上排空氣法（答案合理皆可）；
（3）裝置D中的氫氧化鈉溶液可以除去混合氣體中的二氧化碳；因?yàn)槲矚庵泻�有一氧化碳，有毒不能直接排放到空氣中，需要點(diǎn)燃處理；故填：除去混合氣體中的二氧化碳；點(diǎn)燃一氧化碳，以防污染空氣；
（4）解：設(shè)不純的氧化鐵粉末中氧化鐵的質(zhì)量為x，根據(jù)題意得：
  Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂ 質(zhì)量減少
   160           112        160-112=48
    x                       2.4g
$\frac{160}{48}=\frac{x}{2.4g}$
x=8g
赤鐵礦石的純度為$\frac{8g}{10g}×100%$=80%
故填：80%．

點(diǎn)評 本題是根據(jù)化學(xué)方程式，利用差量法進(jìn)行計(jì)算，難度較大；此類型的題目要仔細(xì)審題，找出等量關(guān)系，然后再利用混合物中純度計(jì)算公式即可．