Question

【题目】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的 等发生化学反应的过程，铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O。某化学兴趣小组在实验室中用足量一氧化碳还原铁锈，装置如右图，酒精灯b的作用是 。

【现象分析】实验过程中，观察到玻璃管中固体 ，澄清石灰水变浑浊，证明一氧化碳还原了铁锈。

【提出问题】一氧化碳还原铁锈的固体产物是铁吗？

【实验设计】上述反应进行完全后，冷却到室温，取少量玻璃管中的固体，加入稀盐酸，若观察到 ，则证明有铁生成。该小组同学按上述设计进行实验，并未观察到预期现象。

【查阅资料】一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

【实验反思】一氧化碳还原铁锈的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。上图所示实验装置中，应作的一处修改是 。

【重新实验】该小组同学用修改后的装置重新进行实验，完全反应后，冷却到室温，取少量玻璃管中的固体，加入硫酸铜溶液，观察到 ，证明有铁生成。

【拓展应用】该小组同学用修改后的装置进行一氧化碳还原赤铁矿的实验，使赤铁矿中的氧化铁全部转变为铁（已知赤铁矿中的杂质不与一氧化碳反应），测得下列数据：

①反应前玻璃管和内盛赤铁矿粉末的总质量70.0g（玻璃管的质量为60.0g）；

②反应后玻璃管和内盛固体的总质量67.6g（冷却到室温称量）。

则该赤铁矿中氧化铁的质量分数为 。

Answer 1

【答案】氧气、水蒸气（或O2、H2O） 点燃多余的一氧化碳，防止污染空气

【现象分析】由红色变为黑色 【实验设计】有气泡产生

【实验反思】将酒精灯a换成酒精喷灯（或给酒精灯a加网罩）

【重新实验】有红色固体析出 【拓展应用】80%

【解析】

试题分析：铁的生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气发生的化学反应；一氧化碳不可能完全反应，直接排放到空气中会造成污染，因此需要进行尾气出理，点燃使其燃烧生成CO2；【现象分析】由红色氧化铁变为黑色铁；【实验设计】铁与盐酸反应会有氢气生成，有气泡，而氧化铁和碳则不会；【实验反思】适当提高温度，可以酒精灯a换成酒精喷灯；【重新实验】铁与硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，固体由黑色的铁变成红色的铜，溶液由蓝色的硫酸铜变为浅绿色的硫酸亚铁；【拓展应用】由3CO+2Fe2O32Fe+3CO2，固体由Fe2O3变为Fe，因此固体质量的减少即为氧化铁中氧元素的质量，m(O)=70.0g-67.6g=2.4g，m(Fe2O3)=2.4g÷(160／48)=8g，Fe2O3%=8g÷(70g-60g)×100%=80%。