Question

某興趣小組用一氧化碳（含少量二氧化碳）來測定一種鐵的氧化物（Fe_XO_Y）的組成，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：

根據(jù)上圖回答：
（1）甲裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）當(dāng)丙裝置中的鐵的氧化物（Fe_XO_Y）全部被還原后，剩余固體的質(zhì)量為16.8g，同時測得丁裝置的質(zhì)量增加了17.6g．則Fe_XO_Y的化學(xué)式為______．
（3）上述實(shí)驗(yàn)中，如果沒有甲裝置，將使測定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量的比值______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（4）如果將甲裝置與乙裝置的順序調(diào)換，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果______影響（選填“有”或“無”）．
（5）對此實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，你有何改進(jìn)意見？______．

Answer 1

解：（1）其中甲裝置裝NaOH目的是將一氧化碳（含少量二氧化碳）中的二氧化碳除去，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；其CO₂與NaOH 反應(yīng)生成Na₂CO₃和水，故化學(xué)方程式：
CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）當(dāng)丙裝置中的鐵的氧化物（Fe_XO_Y）全部被還原后，剩余固體的質(zhì)量為16.8g，可知生成的鐵的質(zhì)量為16.8g；又測得丁裝置的質(zhì)量增加了17.6g，可知生成的CO₂質(zhì)量為17.6g；根據(jù)題意可得：
YCO+Fe_XO_YXFe+YCO₂
56X 44Y
16.8g 17.6g
= =
故則Fe_XO_Y的化學(xué)式為 Fe₃O₄
（3）沒有甲裝置，其中會導(dǎo)致丁裝置的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)增加，從而使得氧元素的質(zhì)量增加，將使測定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量的比值 偏小
（4）如果將甲裝置與乙裝置的順序調(diào)換，會造成實(shí)驗(yàn)中混有水蒸氣從而使得他們的質(zhì)量增加，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響．
（5）可將上述裝置除尾氣的部分，改成用氣球收集，這樣收集到的未燃的一氧化碳還可以重復(fù)利用．
故正確答案：（1）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（2）Fe₃O₄
（3）偏小
（4）有
（5）可以將尾氣處理用的酒精燈換成氣球
分析：本題是要利用一氧化碳的還原性來探究一種鐵的氧化物（Fe_XO_Y）的組成，因?yàn)镃O具有還原性可以將鐵的氧化物中的鐵還原出來，T同時生成CO₂．此為CO具有毒性，所以在實(shí)驗(yàn)中要將尾氣CO進(jìn)行無害化處理；那么根據(jù)題意和裝置進(jìn)行分析，各裝置設(shè)計(jì)的目的和步驟，以及在此實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，然后進(jìn)行解答．
點(diǎn)評：本題是一道探究性實(shí)驗(yàn)題，歷年中考的難點(diǎn)也是重點(diǎn)；它以課本的一氧化碳還原氧化鐵為依據(jù)，嘗試了知識的變化角度和遷移能力的考查，在平時的學(xué)習(xí)中要注意學(xué)會舉一反三的實(shí)踐應(yīng)用．CO的還原性可以將鐵的氧化物中的鐵還原出來，同時它的毒性，要進(jìn)行無害處理，避免環(huán)境污染．