Question

钢铁是使用最多的金属材料．在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了有关铁的实验．用干燥纯净的一氧化碳还原赤铁矿中的氧化铁，并求出赤铁矿中氧化铁的质量分数．实验装置如下图：

其中A是实验室用草酸（H₂C₂O₄）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应的化学方程式是：H₂C₂O₄ H₂O+CO₂↑+CO↑．请回答下列问题：
（1）B装置中发生反应的化学方程式是______．
（2）C装置无明显现象，C装置的作用是______．D装置中浓硫酸的作用是______．
（3）E装置中赤铁矿样品的质量为5g，完全反应后剩余固体质量为3.8g，则赤铁矿中氧化铁的质量分数为______．
（4）F装置的作用是______．

Answer 1

解：（1）B中的溶液是氢氧化钠，能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，用于除去二氧化碳，其方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）C中无明显现象说明气体通过B后已无二氧化碳气体的存在，从而起到检验草酸生成的混合气体中二氧化碳是否除尽的作用；
D中浓硫酸具有吸水性，用于吸水干燥以得到干燥的一氧化碳；
（3）由题意可知道，反应前后固体的质量之差为5克-3.8克=1.2g，这减少的质量就是三氧化二铁被CO还原后失去的氧的质量．
在Fe₂O₃中氧的质量分数为×100%=30%，由氧的质量可求得Fe₂O₃的质量1.2克÷30%=4g，所以赤铁矿石中氧化铁的质量分数为×100%=80%；
（4）澄清石灰水能检验E装置反应产物中是否含有二氧化碳，收集燃烧则是处理掉多余的一氧化碳，以防有毒的一氧化碳污染空气；
故答案为：（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）检验草酸生成的混合气体中二氧化碳是否被除尽；吸水干燥；
（3）80%；
（4）检验一氧化碳与氧化铁反应后有二氧化碳气体生成；利用燃烧法处理多余的一氧化碳气体，防止空气污染．
分析：（1）依据该装置的作用是除去二氧化碳，书写出正确的方程式；
（2）依据澄清石灰水能检验二氧化碳的存在分析判断；浓硫酸的吸水性分析；
（3）根据质量分数的定义推算；
（4）从F装置中的溶液成分以及对尾气的处理分析即可；
点评：本题考查一氧化碳还原氧化铁的实验装置及相关问题，属于课本基本实验的延伸，难度不大，要明确实验的目的及试剂的作用．