Question

【題目】已知鐵生銹的過(guò)程為：Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O。又知草酸(H2C2O4)分解的化學(xué)方程式為H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O。某化學(xué)小組為測(cè)定兩種不同生銹鐵片的組成(設(shè)只含有鐵和Fe2O3·xH2O)，進(jìn)行了以下探究，請(qǐng)你參與并完成對(duì)有關(guān)問(wèn)題的解答。

（1）甲同學(xué)利用草酸分解產(chǎn)生的混合氣體和下圖所示裝置測(cè)定其中一種銹鐵的組成。

主要操作為：取銹鐵樣品12.6 g置于裝置C的硬質(zhì)玻璃管中，加熱完全反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量為8.4 g，裝置D增重8.4 g。

①裝置A的作用是__________________，裝置B的作用是__________________。

②根據(jù)以上數(shù)據(jù)能否測(cè)定出銹鐵的組成？答：________(填“能”或“不能”)。

③該裝置還存在的一個(gè)明顯的缺陷是______________________。

（2）乙同學(xué)在甲同學(xué)裝置的基礎(chǔ)上，將裝置D換成裝濃硫酸的洗氣瓶裝置E(此裝置圖略)，經(jīng)改進(jìn)后，重新按甲同學(xué)的操作和樣品取用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若完全反應(yīng)后得到固體的質(zhì)量仍為8.4 g，而裝置E增重1.8 g，求：x 以及m(Fe)∶m(Fe2O3·xH2O) 的比值。(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)____________

Answer 1

【答案】 除去混合氣體中的CO2 除去混合氣體中的H2O 不能 沒(méi)有防止空氣進(jìn)入裝置D中的設(shè)備，還缺少尾氣處理裝置 2，2∶7

【解析】(1)①根據(jù)草酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式 H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O，可知混合氣體中的CO2需要用NaOH溶液除去，確保CO的純凈，故裝置A的作用是除去混合氣體中的CO2；裝置B是用濃硫酸干燥CO氣體（或除去混合氣體中的H2O蒸氣）；②已知數(shù)據(jù)有樣品的質(zhì)量12.6 g，通過(guò)反應(yīng)后生成鐵的質(zhì)量8.4 g可求出鐵原子的物質(zhì)的量，裝置D增重8.4 g是生成的CO2和樣品中水的總質(zhì)量，所以不能求出鐵銹中氧原子的物質(zhì)的量，因此不能推出鐵銹的組成；③該裝置還存在的一個(gè)明顯的缺陷是裝置D與空氣相通，一方面不能吸收尾氣，另一方面裝置D中的堿石灰能吸收空氣中的CO2和H2O蒸氣，導(dǎo)致測(cè)定生成的CO2質(zhì)量不準(zhǔn)；

(2)根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)后的固體為鐵，質(zhì)量為8.4g，則n(Fe)=0.15mol，濃硫酸只吸收了鐵銹樣品中的水，質(zhì)量為1.8g，即n(H2O)=0.1mol，所以樣品中n(O)= = 0.15mol，即得n(Fe2O3)=0.05 mol，則樣品中鐵單質(zhì)的n(Fe)= 0.15mol—0.05 mol×2=0.05mol，所以n(Fe2O3) ∶n(H2O) =0.05 mol∶0.1mol =1∶2，即x=2；m(Fe)∶ m(Fe2O3·xH2O) = (0.05mol×56g/mol) ∶(0.05mol×160g/mol+1.8g) =2∶7。