Question

（6分）某同學(xué)為了研究煉鐵的原理并測定生成鐵的質(zhì)量，用一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，按下圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）首先，該同學(xué)稱量氧化鐵的質(zhì)量，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他先打開K₁，關(guān)閉K₂，通入一氧化碳，其目的是排盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)因一氧化碳不純而引起爆炸，然后關(guān)閉K₁，打開K₂，加熱，反應(yīng)一段時(shí)間后，冷卻，再次稱量固體的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了12克，則生成鐵的質(zhì)量為_____，玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。
（2）裝置B中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。
（3）裝置C的兩個(gè)作用是________________________________________________，
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，燒杯內(nèi)的溶液中含有的溶質(zhì)是_________________（寫化學(xué)式）。

Answer 1

（1）28克            3CO + Fe₂O₃  ^高溫  2Fe+3CO₂
（2）CO₂ + Ca(OH)₂="==" Ca₂CO₃↓+ H₂O
（3）吸收反應(yīng)生成的二氧化碳，
同時(shí)防止一氧化碳逸出污染空氣（或收集較純凈的CO）
（4）NaOH、Na₂CO₃

試題分析：（1）根據(jù)一氧化碳在高溫下與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳的反應(yīng)可知，反應(yīng)后固體質(zhì)量減少的質(zhì)量即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，利用氧化鐵中鐵與氧元素的質(zhì)量比，由氧元素的質(zhì)量計(jì)算出生成鐵的質(zhì)量；
氧化鐵Fe₂O₃中Fe與O元素的質(zhì)量比=（56×2）：（16×3）=7：3，而根據(jù)題意可知，氧化鐵中氧元素質(zhì)量為12g時(shí)，則鐵元素的質(zhì)量=12g×7÷3=28g；在高溫條件下，一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃ ^高溫 2Fe+3CO₂。
（2）裝置B內(nèi)的澄清石灰水能與反應(yīng)生成的二氧化碳反應(yīng)，生成不溶于水的碳酸鈣沉淀和水，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca(OH)₂=Ca₂CO₃↓+H₂O。
（3）根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)分析，裝置C中的氫氧化鈉溶液可以把尾氣中的二氧化碳全部除去，同時(shí)又能把剩余的一氧化碳?xì)怏w收集，以防止一氧化碳排出而污染空氣。
（4）由于氫氧化鈉吸收二氧化碳后會(huì)生成碳酸鈉，故可判斷從裝置C中排出的溶液含有未反應(yīng)的氫氧化鈉，和與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鈉。
點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用對(duì)一氧化碳還原氧化鐵反應(yīng)操作的理解，推斷改進(jìn)裝置中各裝置的作用，是解答類似問題的一般方法。