Question

8．利用如圖裝置可做CO還原Fe₂O₃，的實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)該反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物．已知由A裝置制取的CO氣體中混有少量的CO₂．

（1）CO與Fe₂O₃反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）氣體通過(guò)裝置的順序是A→C→D→B（裝置不能重復(fù)使用）．
（3）從環(huán)保角度考慮，對(duì)以上裝置的改進(jìn)措施是將尾氣點(diǎn)燃或進(jìn)行收集處理．
（4）稱取12.5g石灰石（主要成分是CaCO₃，雜質(zhì)不參加反應(yīng)）放人燒杯中，向其中加入50g稀鹽酸，二者恰好完全反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后稱量燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為58.1g（不包括燒杯的質(zhì)量，且氣體的溶解忽略不計(jì)）．試計(jì)算石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；
（2）根據(jù)一氧化碳的還原性、檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)一氧化碳有毒污染空氣進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，利用碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可求出碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而可求樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量，即可求出石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）工業(yè)上用一氧化碳還原氧化鐵煉鐵，主要是利用CO的還原性，在高溫下和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）由A裝置通過(guò)C裝置吸收里面的二氧化碳，然后進(jìn)入D還原三氧化二鐵，反應(yīng)生成二氧化碳，檢驗(yàn)二氧化碳應(yīng)用澄清石灰水，故順序?yàn)镃→D→B；故填：C→D→B；
（3）一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)污染空氣，裝置的改進(jìn)措施是：將尾氣點(diǎn)燃或進(jìn)行收集處理；故填：將尾氣點(diǎn)燃或進(jìn)行收集處理；
（4）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成CO₂的質(zhì)量為：12.5g+50 g-58.1g=4.4g
設(shè)石灰石中CaCO₃的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100               44
x                 4.4g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{4.4g}$
x=10g
所以樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量是12.5g-10g=2.5g
石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{2.5g}{12.5g}$×100%=20%
答：石灰石中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)以及化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)．該實(shí)驗(yàn)中，要注意尾氣的處理：一氧化碳有毒，可以通過(guò)點(diǎn)燃或者收集來(lái)處理，以防污染大氣．根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只能使用純凈物的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，而不能把混合物的質(zhì)量直接代入化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，質(zhì)量守恒定律在計(jì)算中的運(yùn)用是化學(xué)計(jì)算的一個(gè)常見(jiàn)內(nèi)容，一般的規(guī)律是依據(jù)質(zhì)量的變化求出某一生成的質(zhì)量，再結(jié)合反應(yīng)方程式分析解答．