Question

（2012?吉林一模）為測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe元素的含量，可用氫氣還原一定質(zhì)量的此混合物并測定生成水的質(zhì)量的方法來完成．若在實驗室中選用下列實驗裝置來實現(xiàn)上述目的（圖中夾持裝置已略去，部分裝置可重復(fù)使用）．請?zhí)羁眨?br />
（1）儀器X的名稱是

長頸漏斗

．
（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑

，實驗前檢驗裝置A的氣密性的方法是

關(guān)閉活塞K，向長頸漏斗中加水至其液面高于試管中的液面，（停止加水）一段時間后液面高度差沒變化，說明裝置不漏氣

．
（3）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O或Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O

（任寫一個即可）．
（4）圖①-④示裝置中與A裝置具有相同作用的是

①④

（填裝置編號）．
（5）按正確的實驗設(shè)計，所連接的裝置順序為：A→C→

B

→

C

→

C

．
（6）若FeO和Fe₂O₃混合物的質(zhì)量為ag，反應(yīng)完全后生成水的質(zhì)量為bg，則混合物中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1-8b

9a

×100%

（用含字母的數(shù)學(xué)式表示）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)裝置圖中儀器形狀和用途分析；
（2）分析裝置圖可知A中的反應(yīng)為鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣的反應(yīng)，實驗裝置氣密性檢查利用裝置壓強(qiáng)變化和液面變化分析；
（3）裝置B中是氫氣還原氧化亞鐵和氧化鐵的反應(yīng)；
（4）裝置A的原理是啟普發(fā)生器的原理，可以隨時進(jìn)行隨時停止分析；
（5）測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe元素的含量，利用測定氫氣還原鐵的氧化物生產(chǎn)的水蒸氣的量，結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行計算得到，裝置為發(fā)生裝置生成氫氣，干燥后通入裝置B，用裝置C吸收生成的水蒸氣稱量測定，為避免空氣中的水蒸氣和二氧化碳干擾測定結(jié)果，需要在裝置C后再連接一個裝置C；
（6）依據(jù)氧化物中的氧元素守恒，生成水中的氧元素是鐵的氧化物中氧元素，計算水中氧元素質(zhì)量得到鐵元素質(zhì)量計算得到鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）裝置圖中儀器形狀和用途可知，儀器X的名稱為分液漏斗，故答案為：長頸漏斗；
（2）A中的反應(yīng)為鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，實驗裝置氣密性檢查利用裝置壓強(qiáng)變化和液面變化分析，關(guān)閉活塞K，向長頸漏斗中加水至其液面高于試管中的液面，（停止加水）一段時間后液面高度差沒變化，說明裝置不漏氣，
故答案為：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；關(guān)閉活塞K，向長頸漏斗中加水至其液面高于試管中的液面，（停止加水）一段時間后液面高度差沒變化，說明裝置不漏氣；
（3）裝置B中是氫氣還原氧化亞鐵和氧化鐵的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O 或Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O；
故答案為：FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O 或Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O；
（4）①關(guān)閉活塞生成氣體壓強(qiáng)增大，固體和液體分離，反應(yīng)停止，打開活塞液面升高浸沒固體反應(yīng)，故①符合；
②氣體不能進(jìn)入后續(xù)裝置，故②不符合；
③左邊液體不能升高，達(dá)不到隨時進(jìn)行隨時停止的目的，故③不符合；
④利用干燥管上部面積增大，關(guān)閉活塞壓強(qiáng)增大，液面離開固體，反應(yīng)停止，打開活塞壓強(qiáng)減小，液體和固體接觸反應(yīng)生成氣體，故④符合；
故答案為：①④；
（5）測定FeO和Fe₂O₃固體混合物中Fe元素的含量，利用測定氫氣還原鐵的氧化物生產(chǎn)的水蒸氣的量，結(jié)合化學(xué)方程式進(jìn)行計算得到，裝置為發(fā)生裝置生成氫氣，干燥后通入裝置B，用裝置C吸收生成的水蒸氣稱量測定，為避免空氣中的水蒸氣和二氧化碳干擾測定結(jié)果，需要在裝置C后再連接一個裝置C；
故答案為：B；C；C；
（6）若FeO和Fe₂O₃混合物的質(zhì)量為ag，反應(yīng)完全后生成水的質(zhì)量為bg，依據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式和特征，生成水中的氧元素是鐵的氧化物中氧元素，則混合物中Fe元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

ag- bg 18g/mol ×16g/mol

ag

×100%=

1-8b

9a

×100%，
故答案為：

1-8b

9a

×100%．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)探究實驗的分析判斷，裝置基本操作的應(yīng)用，主要是物質(zhì)性質(zhì)和實驗過程的分析，題目難度中等．