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三个有关铁的实验。

实验一：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁 （实验装置如下图）：

 

A             B         C        D           E          F

浓硫酸 加热

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装置中的实验现象是                                         。

（4）F装置的作用是                          、                         。

实验二：铝粉和氧化铁粉末反应（铝热反应）（实验装置如下图）：

图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层，点燃镁条后观察到的现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中。实验后老师作了如下提示：实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件，铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式                         。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的          （填“氧化”或“还原”）性。

实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣，激发了探究热情。

【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗？

同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。

【实验方案】

实验组别	实验操作	实验现象	结论
实验1	取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。	黑色粉末变成       色 固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色。	Zn和CuO能发生置换反应。
实验2	取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。	发生爆炸，黑色粉末变成红色。 固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈    色。
实验3	取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。	粉末无变化	Cu、Fe2O3不能反应。

【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应，有些不能反应。

实验三：甲、乙、丙三位同学，分别用上述实验一所得的铁样品与稀硫酸反应，其中只有一位同学所取用

的稀硫酸与铁样品恰好完全反应，实验数据如下表：

	甲	乙	丙
烧杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的铁样品	9g	9g	14g
烧杯+剩余物质质量	208.7g	158.7g	163.7g

   请你认真分析数据，回答下列问题：（烧杯的质量为28.1g，计算结果保留一位小数）

(1)           同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应?

(2)计算样品中铁的质量分数？

(3)计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数？

Answer 1

实验一：（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O     

(2) 证明二氧化碳已被完全吸收    干燥一氧化碳气体 

            （3）红色粉末变成黑色      

(4)   证明反应生成了二氧化碳     尾气处理 

 

实验二：   2Al+Fe₂O₃        2Fe+Al₂O₃       还原       红      无    

                 镁与氧化铜能发生置换反应     

实验三：（1）  乙   

       （2）93.3%

       （3）17.5%