题目
铁的冶炼和探究 取24.0gFe2O3粉末,小组同学用下图装置模拟炼铁,并测定反应后固体成分。 资料:碱石灰可吸收H2O和CO2。 (1)连接装置,先_______,再装入药品。 (2)实验时先通入CO,目的是_______。 (3)控制A中温度在700℃至固体全部变黑,继续通CO至冷却。 ①通过测定装置B中固体的质量变化,可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是____。 ②现直接测得装置A中剩余固体质量为19.2g。则装置B中固体应增重_______g。 (4)经分析A中剩余固体19.2g为Fe和FexOy的混合物,向其中加入足量的稀H2SO4充分反应,得H2 0.3g。 ①固体中Fe质量为______g。 ②FexOy的化学式为______
答案:检查装置的气密性 排尽装置内的空气(氧气),防止加热时发生爆炸 防止空气中的水和二氧化碳进入装置B 13.2 8.4g FeO 【详解】 有气体参加或生成的反应,实验前需要检查装置的气密性。装置C用来吸收空气中的二氧化碳、水蒸气,防止对实验的干扰,装置B增加的质量是生成二氧化碳的质量。 (1)有气体参加或生成的反应,实验前需要检查装置的气密性,所以先连接装置,检查装置的气密性,再装入药品。 (2)任何可燃性气体与空气混合都有一个爆炸极限,在爆炸极限范围之内遇到明火会发生爆炸,一氧化碳具有可燃性,与玻璃管中的空气混合,加热时可能会发生爆炸,故先通入一氧化碳排尽玻璃管中的空气,然后加热。 (3)①装置C的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入装置B,对实验造成干扰。 ②装置A中减少的质量是参加反应的氧化铁中氧元素的质量,装置B增加的质量是生成二氧化碳的质量,设装置B中固体应增重的质量为y。 Fe2O3+3CO2Fe + 3CO2 160 112 3×44 160-112 y 24.0g -19.2g = 解得y=13.2g (4)①剩余固体中的Fe与稀硫酸反应生成氢气,FexOy与稀硫酸反应无气体生成,设固体中Fe质量为x。 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 56 2 x 0.3g = 解得x=8.4g ②化学反应前后铁元素的质量相等,24.0g×=8.4g+(19.2g-8.4g)×,解得 =1,所以FexOy的化学式为FeO 点睛:要顺利解答此题,首先要知道装置B、装置C的作用,装置B增加的质量是生成二氧化碳的质量,利用化学反应中相关物质的质量关系,可求出二氧化碳的质量。利用化学反应前后铁元素的质量相等,即可求出FexOy的化学式。