Question

20．用含有二氧化碳和水蒸氣雜質(zhì)的某還原性氣體（氫氣和一氧化碳中的一種）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(jù)圖回答下列問題：
（1）甲裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
（2）實驗過程中丁裝置白色粉末變藍(lán)色，而戊裝置中溶液沒有明顯變化，則該還原性氣體是氫氣
（3）當(dāng)丙裝置中的Fe_xO_y全部被還原后，稱量剩余固體的質(zhì)量為11.2g，同時測得丁裝置的質(zhì)量增加了5.4g．則該鐵的氧化物的化學(xué)式為Fe₂O₃．
（4）上述實驗中，如果沒有乙裝置，將使測定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量的比值偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 作為綜合實驗題利用還原性氣體測定鐵的氧化物的組成，其原理是根據(jù)生成物的質(zhì)量通過計算確定結(jié)果．就初中階段，還原性氣體有氫氣和一氧化碳，他們奪氧后生成水和二氧化碳．原氣體中混有二氧化碳和水蒸氣，所以必須先除去，然后讓還原性氣體反應(yīng)，丁戊裝置用以檢驗生成的水和二氧化碳，據(jù)此分析計算．

解答 解：（1）因二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，通過甲裝置可以除去，所以甲裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
（2）實驗過程中丁裝置白色粉末變藍(lán)色，而戊裝置中溶液沒有明顯變化，說明了該反應(yīng)有水生成，沒有二氧化碳生成，則該還原性氣體是氫氣．
（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(zhì)量．丁裝置中盛放無水硫酸銅吸收水，增加的質(zhì)量為水的質(zhì)量，所以：
yH₂+Fe_xO_y $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$xFe+yH₂O
                          56x      18y
                         11.2g    5.4g
   $\frac{56x}{18y}=\frac{11.2g}{5.4g}$       解得：$\frac{x}{y}$=$\frac{2}{3}$
所以該鐵的氧化物的組成為：Fe₂O₃
（4）如果沒有乙裝置，混有的水蒸氣被吸收丁裝置，故生成水質(zhì)量偏大，相當(dāng)于氫氣奪得的氧的質(zhì)量增加，故測得結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量的比值偏小．
故該題的答案為：（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；（2）氫氣（3）Fe₂O₃；（4）偏�。�

點評 解答實驗探究題首先明確該實驗的目的是用還原性氣體測定鐵的氧化物的組成，再根據(jù)實驗?zāi)康姆治龈鲗嶒炑b置的作用，逐一分析解答．