Question

氢气是密度最小的无色气体，被认为是最清洁的燃料，除了具有可燃性，氢气还能夺取金属氧化物中的氧，使其还原为金属，如CuO+H₂═Cu+H₂O．李明同学根据氢气的还原性，在实验室用如图所示装置测定某赤铁矿样品中Fe₂O₃的质量，C装置的硬质玻璃管中的固体物质是干燥的赤铁矿粉（杂质不和氢气发生反应），旋钮a可以控制氢气的产生与停止．
查阅资料：无水氯化钙呈中性，可以吸收水，做干燥剂．

设计实验：（1）连接好装置，在添加药品之前检查整套装置的气密性．
（2）为了安全，在点燃C处酒精灯之前，必须验纯．
（3）装置A中发生的化学反应方程式为

 

，装置B中的无水氯化钙所起的作用是

 

．
（4）在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃C处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生的化学反应方程式

 

．
（5）若赤铁矿粉的质量为20g，完全反应后，U型管D的质量增加了5.4g．赤铁矿粉中Fe₂O₃的质量分数为

 

．
反思与评价：U型管D右边连接干燥管E的目的是

 

，若无干燥管E，测得Fe₂O₃的质量将

 

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

分析：（3）根据锌与稀硫酸的反应书写相关的方程式，无水氯化钙具有干燥气体的功能．
（4）氢气能还原出氧化铁中的铁．
（5）依据化学方程式中水的质量求出氧化铁的质量，即可解决；空气中含有二氧化碳能使测得的水量变大．

解答：解：（3）根据锌与稀硫酸的反应书写相关的方程式，产物是氢气与硫酸锌．
无水氯化钙具有干燥气体的功能，可除掉生成的氢气中的水分，防止对测量的水的质量的影响．
（4）氢气能还原出氧化铁中的铁，同时生成水．
（5）设反应的氧化铁的质量是x
3H₂+Fe₂O₃

加热  .

2Fe+3H₂O
    160         54
     x          5.4g

160

54

=

x

5.4g

，x=16g
样品中氧化铁的质量分数=

16g

20g

×100%=80%
为防止空气中的水蒸气与U型管接触是水的测量值变大，所以加上该装置，如果不加则会导致水量变大，使测得的氧化铁质量分数变大．
故答案为：（3）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；  除水蒸气，减少对实验测定的影响
（4）3H₂+Fe₂O₃

加热  .

2Fe+3H₂O   
（5）80%；防止空气中水蒸气进入；偏大

点评：该题是一道综合实验题，解题的关键是掌握各种装置的作用，并能根据相关的数据进行计算，此题对训练学生思维能力有一定帮助．