Question

（6分）某同學為了研究煉鐵的原理并測定生成鐵的質量，用一氧化碳與氧化鐵反應，按下圖進行實驗。

（1）首先，該同學稱量氧化鐵的質量，然后進行實驗，他先打開K₁，關閉K₂，通入一氧化碳，其目的是排盡玻璃管內的空氣，防止加熱時因一氧化碳不純而引起爆炸，然后關閉K₁，打開K₂，加熱，反應一段時間后，冷卻，再次稱量固體的質量，發現固體質量減少了12克，則生成鐵的質量為_____，玻璃管中發生反應的化學方程式為_________________。
（2）裝置B中反應的化學方程式是________________________________。
（3）裝置C的兩個作用是________________________________________________，
（4）實驗結束后，燒杯內的溶液中含有的溶質是_________________（寫化學式）。

Answer 1

（1）28克            3CO + Fe₂O₃  ^高溫  2Fe+3CO₂
（2）CO₂ + Ca(OH)₂="==" Ca₂CO₃↓+ H₂O
（3）吸收反應生成的二氧化碳，
同時防止一氧化碳逸出污染空氣（或收集較純凈的CO）
（4）NaOH、Na₂CO₃

試題分析：（1）根據一氧化碳在高溫下與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳的反應可知，反應后固體質量減少的質量即為氧化鐵中氧元素的質量，利用氧化鐵中鐵與氧元素的質量比，由氧元素的質量計算出生成鐵的質量；
氧化鐵Fe₂O₃中Fe與O元素的質量比=（56×2）：（16×3）=7：3，而根據題意可知，氧化鐵中氧元素質量為12g時，則鐵元素的質量=12g×7÷3=28g；在高溫條件下，一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，故反應的化學方程式為3CO+Fe₂O₃ ^高溫 2Fe+3CO₂。
（2）裝置B內的澄清石灰水能與反應生成的二氧化碳反應，生成不溶于水的碳酸鈣沉淀和水，故反應的化學方程式為CO₂+Ca(OH)₂=Ca₂CO₃↓+H₂O。
（3）根據氫氧化鈉的性質分析，裝置C中的氫氧化鈉溶液可以把尾氣中的二氧化碳全部除去，同時又能把剩余的一氧化碳氣體收集，以防止一氧化碳排出而污染空氣。
（4）由于氫氧化鈉吸收二氧化碳后會生成碳酸鈉，故可判斷從裝置C中排出的溶液含有未反應的氫氧化鈉，和與二氧化碳反應生成的碳酸鈉。
點評：運用對一氧化碳還原氧化鐵反應操作的理解，推斷改進裝置中各裝置的作用，是解答類似問題的一般方法。