Question

下圖是課堂模擬煉鐵的實驗裝置．小明按照下圖進行實驗：
（1）在硬質玻璃管中發(fā)生反應的化學方程式為：

3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂

．
（2）裝置中酒精燈的作用是

防止沒反應的一氧化碳污染空氣

，
（3）實驗結束，小明觀察到紅色固體全部變黑了，為了進一步驗證其固體成分．
小明查到下列資料：
Ⅰ一氧化碳還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質；
Ⅱ鐵的各種氧化物中，氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．
Ⅲ鐵的氧化物都能與酸反應而溶解．
小明取用少量黑色粉末置于小燒杯中，加入適量的

硫酸銅

試劑，經過實驗觀察到

黑色固體全部消失，有紅色固體生成

現(xiàn)象，說明氧化鐵全部被還原為鐵單質．
（4）小明重新取用生成的黑色粉末5.6g，加入至146.6g一定質量分數(shù)的稀硫酸中，充分反應后，固體完全消失．請問，反應最多能產生氣體多少克？完全反應后，生成物質的溶質質量分數(shù)為多少？（請嚴格按照計算題格式完成．）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)方程式的寫法考慮本題；
（2）根據(jù)反應后沒參加反應的一氧化碳能污染空氣考慮；
（3）根據(jù)鐵和鐵的氧化物區(qū)別考慮，鐵和鐵的氧化物都能與酸反應，但鐵的氧化物不能與鹽反應，鐵卻能與鹽反應；
（4）根據(jù)鐵的質量算出氫氣的質量，根據(jù)鐵的質量算出硫酸亞鐵的質量，再用硫酸亞鐵的質量除以反應后溶液質量即可．

解答：解：（1）寫方程式的步驟是一寫二配三注明四等號：反應物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，反應條件是高溫，用觀察法配平；
（2）用酒精燈將沒參加反應的一氧化碳轉化為二氧化碳，因為一氧化碳有毒能污染空氣；
（3）鐵和鐵的氧化物都能與酸反應，但鐵的氧化物不能與鹽反應，鐵卻能與鹽反應，所以加入硫酸銅，只有鐵與硫酸銅反應且生成紅色的銅，如果反應結束黑色固體全部消失，說明生成物中全是鐵；
（4）設5.6g鐵完全反應生成氫氣質量為X，生成硫酸亞鐵質量為Y則：
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
5.6g       Y    X
根據(jù)：

56

2

=

5.6g

X

解得X=0.2g，根據(jù)：

56

152

=

5.6g

Y

解得Y=15.2g，反應后溶液的質量為：5.6g+146.6g-0.2g=152g，所以完全反應后，生成物質的溶質質量分數(shù)為

15.2g

152g

×100%=10%．
故答案為：
（1）3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）防止沒反應的一氧化碳污染空氣；
（3）硫酸銅；黑色固體全部消失，有紅色固體生成；
（4）0.2g；10%．

點評：通過回答本題知道了煉鐵的反應原理，尾氣處理方法，鑒別生成物的方法，進一步熟悉了利用方程式進行計算的方法．