Question

1．用含有二氧化碳和水蒸氣雜質的某種還原性氣體測定一種鐵的氧化物（Fe_xO_y）的組成，實驗裝置如圖所示．

根據上圖試回答：
（1）甲裝置的作用是吸收二氧化碳，反應的化學方程式是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（2）實驗過程中丁裝置沒有明顯變化，而戊裝置中溶液出現了白色沉淀，則該還原性氣體是CO．
（3）當丙裝置中的Fe_xO_y，全部被還原后，稱量剩余固體的質量為16.8g，同時測得戊裝置的質量增加了17.6g．則該鐵的氧化物的化學式為Fe₃O₄．

Answer 1

分析 （1）分析實驗裝置可知：是通過測定生成二氧化碳的質量和反應后生成的金屬的質量來判斷該氧化物的組成，所以原氣體中混有二氧化碳和水蒸氣必須先除去，并據二氧化碳和氫氧化鈉反應原理書寫方程式；
（2）丁裝置沒有明顯變化，說明生成物中無水，不是氫氣，而戊裝置中溶液出現了白色沉淀，說明生成二氧化碳，則還原性氣體是一氧化碳；
（3）當丙裝置中的Fe_xO_y，全部被還原后，稱量剩余固體的質量為16.8g，同時測得戊裝置的質量增加了17.6g．可知生成的鐵和二氧化碳的質量，并結合方程式計算求解．

解答 解：（1）二氧化碳能與氫氧化鈉反應，方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，所以可用氫氧化鈉溶液除二氧化碳，故甲裝置的作用是除去（或吸收）二氧化碳；（2）丁裝置盛放的是無水硫酸銅，無水硫酸銅遇水會變藍，丁裝置沒有明顯變化，說明沒有水生成，故該還原性氣體不是氫氣．戊裝置盛放的是石灰水，二氧化碳能使石灰水變渾濁，戊裝置中溶液出現了白色沉淀，故該還原性氣體是一氧化碳；
（3）丙裝置中的Fe_xO_y全部被還原，剩余固體為生成的鐵的質量．戊裝置中盛放的石灰水吸水二氧化碳，增加的質量為二氧化碳的質量．       
yCO+Fe_XO_Y $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+yCO₂
                56x  44y
              16.8g  17.6g
  $\frac{56x}{44y}$=$\frac{16.8g}{17.6g}$
 解得：$\frac{x}{y}$=$\frac{3}{4}$
所以該鐵的氧化物的組成為：Fe₃O₄
故答案為：（1）吸收二氧化碳；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）CO；
（3）Fe₃O₄．

點評 該實驗的目的是用還原性氣體測定鐵的氧化物的組成，解答的關鍵是分析實驗裝置，了解每一步的作用．