Question

實驗室用下面裝置測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe₂O₃的質量，D裝置的硬質雙通玻璃管中的固體物質是FeO和Fe₂O₃的混合物．

（1）如何檢查裝置A的氣密性

關閉a，往球形漏斗中加水，球形漏斗下端有一段水柱高于容器中液面，則裝置氣密完好

（2）為了安全，在點燃D處的酒精燈之前，在b處必須

收集氫氣驗純

．
（3）裝置B 的作用是

除HCl

，裝置C中裝的液體是

濃H₂SO₄

，所起的作用是

除水蒸氣或干燥氫氣

．
（4）在氣密性完好，并且進行了必要的安全操作后，點燃D處的酒精燈，在硬質雙管中發生的化學反應方程式是

Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O，FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O

．
（5）若FeO和Fe₂O₃固體混合物的質量為31.2g，反應完全后，U型管的質量增加9.9g則混合物中Fe₂O₃的質量為

24g

．
（6）U型管E右邊連接干燥管F的目的是

防止空氣中水蒸氣進入

，若無干燥管F，測得Fe₂O₃的質量將

偏大

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

分析：（1）依據裝置中氣體壓強變化和液面變化分析判斷裝置氣密性；
（2）氫氣是可燃性氣體加熱或點燃前需要進行驗純；
（3）A中產生的H₂中混有HCl和水蒸氣，必須通過洗氣逐一除去，防止干擾后續實驗；
（4）D裝置發生的反應是氫氣還原氧化亞鐵、氧化鐵的反應，生成了鐵和水；
（5）根據氧化鐵、氧化亞鐵的總質量及U型管的質量增加7.2g為水的質量列式計算；
（6）若無干燥管F，空氣中的水蒸氣被E吸收則所測生成水的質量增大，氧元素物質的量偏大，Fe₂O₃的質量也將偏大；

解答：解：（1）檢查裝置A的氣密性，需要關閉開關a，在球形漏斗中加入水到下端液面高于容器中的液面，一段時間后液面不變證明氣密性完好；
故答案為：關閉a，往球形漏斗中加水，球形漏斗下端有一段水柱高于容器中液面，則裝置氣密性完好；
（2）氫氣是可燃性氣體，裝置中需要充滿氫氣后方可進行加熱反應，所以需要對氫氣進行驗純，避免混有空氣加熱發生爆炸，在F處收集氫氣驗純；
故答案為：收集氫氣驗純；
（3）由于A中產生的H₂中混有HCl和水蒸氣，必須通過洗氣逐一除去，防止干擾后續實驗，所以B的作用是除去氫氣中的氯化氫，C的濃硫酸，用于干燥氫氣，
故答案為：除去氫氣中的氯化氫；濃硫酸；除水蒸氣或干燥氫氣；
（4）裝置D中發生的是氧化亞鐵、氧化鐵與氫氣的反應，反應方程式為：3H₂+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3H₂O，H₂+FeO

高溫  .

Fe+H₂O，
故答案為：3H₂+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3H₂O，H₂+FeO

高溫  .

Fe+H₂O；
（5）U型管的質量增加的9.9g是水，物質的量是

9，9g

18g/mol

mol=0.55mol，
設FeO、Fe₂O₃物質的量分別為x、y，則：X+3Y=0.55
根據質量可列式：72X+160Y=31.2
解得Y=0.15，X=0.1，
所以氧化鐵的質量為：160g/mol×0.15mol=24g，
故答案為：24；
（6）干燥管F的作用防空氣中水蒸氣對實驗干擾，若無干燥管F，空氣中的水蒸氣被E吸收則所測生成水的質量增大，導致氧的含量增大，Fe₂O₃的質量將偏大，
故答案為：防止空氣中水蒸氣進入、偏大；

點評：本題考查了測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe₂O₃的質量，是一道綜合實驗題，解題的關鍵是掌握各種裝置的作用，并能根據相關的數據進行計算，此題對訓練學生思維能力有一定幫助，本題難度中等．