Question

某興趣小組利用以下實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵的主要過程：

（1）裝置甲中發(fā)生的反應為：HCOOH （ 甲酸 ）

濃硫酸

△

 CO↑+H₂O．已知甲酸是一種無色有刺激性氣味的液體．制取一氧化碳時應該

 

（填字母）．
a．將甲酸滴入濃硫酸     b．將濃硫酸滴入甲酸    c．將甲酸與濃硫酸混合后加入
（2）請按合適的順序連接好以下裝置：甲→

 

→

 

→

 

（3）丙裝置中堿石灰的作用是

 

．
（4）實驗將近完成時，熄滅裝置甲、乙、丁中酒精燈的先后順序為

 

．
（5）為了探究影響反應產物的外界因素，在Fe₂O₃，與CO反應部位，該小組同學分別用酒精燈和酒精噴燈進行了兩次實驗，結果如下：

加熱方式	通CO加熱 時間/min	澄清石灰水變 渾濁時間/min	產物顏色	產物能否全部 被磁鐵吸引
酒精燈	30	5	黑色	能
酒精噴燈	30	1	黑色	能

①甲同學猜想黑色產物中可能含有碳單質．乙同學排除了該可能，他提出的兩種理由是：

 

、

 

．
②丙同學查找資料發(fā)現，Fe₃O₄也能被磁鐵吸引，對黑色產物成分提出以下三種假
設：i．全部為鐵；ii．

 

；iii．

 

．
③通過進一步定量實驗，黑色產物所含元素組成和質量分數如下：

樣品序號	加熱方式	元素組成和質量分數
產物樣品I	酒精燈	w（Fe）=74.4%、w（O）=25.6%
產物樣品II	酒精噴燈	w（Fe）=100%

樣品I的成分及質量分數為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：

分析：（1）裝置甲中發(fā)生的反應為：HCOOH （ 甲酸 ）

濃硫酸

△

 CO↑+H₂O，則制取一氧化碳時應該將甲酸滴入濃硫酸；
（2）根據制備CO，除雜、還原氧化鐵、尾氣處理連接裝置；
（3）丙裝置中堿石灰的作用是除雜；
（4）實驗將近完成時，防止倒吸先熄滅裝置丁中酒精燈，尾氣處理最后熄滅；
（5）①因為產物能全部被磁鐵吸引，所以不會有碳生成，又因為CO作還原劑化合價升高不可能生成碳單質，據此分析；
②根據Fe₃O₄也能被磁鐵吸引，則組合可能為全部為鐵，全部為Fe₃O₄，鐵和Fe₃O₄都有；
③設總質量為1g，則鐵為xg，Fe₃O₄為（1-x）g，根據鐵的含量列方程求解．

解答： 解：（1）裝置甲中發(fā)生的反應為：HCOOH （ 甲酸 ）

濃硫酸

△

 CO↑+H₂O，則制取一氧化碳時應該將甲酸滴入濃硫酸，故選：a；
（2）根據實驗原理，應分為制備CO，除雜、還原氧化鐵、尾氣處理連接裝置，所以順序為甲丙丁乙，故答案為：丙；丁；乙；
（3）丙裝置中堿石灰的作用是除雜，所以作用為除去CO中的甲酸和水蒸氣，故答案為：除去CO中的甲酸和水蒸氣；
（4）實驗將近完成時，防止倒吸先熄滅裝置丁中酒精燈，尾氣處理最后熄滅，所以熄滅裝置甲、乙、丁中酒精燈的先后順序為丁甲乙，故答案為：丁甲乙；
（5）①因為產物能全部被磁鐵吸引，所以不會有碳生成，又因為CO作還原劑化合價升高不可能生成碳單質，故答案為：碳單質不會被磁鐵吸引；CO作還原劑化合價升高不可能生成碳單質；
②根據Fe₃O₄也能被磁鐵吸引，則組合可能為全部為鐵，全部為Fe₃O₄，鐵和Fe₃O₄都有，故答案為：全部為Fe₃O₄；鐵和Fe₃O₄都有；
③設總質量為1g，則鐵為xg，Fe₃O₄為（1-x）g，又氧的含量為25.6%，所以有

(1-x)× 64 232

1

=25.6%，解得x=0.0720，所以鐵的含量為7.20%，Fe₃O₄的含量為1-7.20%=92.8%；故答案為：鐵的含量為7.20%，Fe₃O₄的含量為92.8%．

點評：本題考查了氣體的制備及其工業(yè)煉鐵的裝置的選擇等，題目涉及的知識點較多，側重于基礎知識的綜合應用的考查，題目難度中等．