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    精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：

    【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

    粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为：

    FexOy+yH23Fe+yH2O

    Fe3C+2H23Fe+CH4

    （1）焙烧中加焦炭的作用：①  ；②  ．

    （2）写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式：   ．

    【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中铁的氧化物组成及Fe3C的质量分数，取粗还原铁粉16g，并将其分为2等分，一份与足量的稀盐酸反应，得到氢气0.2g，另一份按如下装置进行实验．（假设每步反应都完全且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）．

    【资料卡】①3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe

    ②铁的氧化物及Fe3C均不能与稀盐酸反应产生H2

    ③浓硫酸的作用吸水，碱石灰吸水和二氧化碳

    （3）写出装置中所指定仪器的名称：①   ；②  ．

    （4）写出铁与稀盐酸反应的化学方程式：   ．

    （5）主要实验步骤如下：

    ①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，精确称量样品和B、D、E装置的质量；②点燃A处酒精灯；③缓缓通入纯净干燥的H2；④点燃C处酒精灯；⑤分别熄灭A、C处酒精灯；⑥再缓缓通入少量H2；⑦再次精确称量样品及B、D、E装置的质量．

    正确操作的先后顺序是①→③→④→②→⑤→⑥→⑦（填序号），否则，测定的Fe3C质量分数  （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．步骤③的目的是   ，验证该步骤目的达到的实验方法是收集  ；步骤⑥的目的是防  ．

    （6）经精确称量，实验样品及B、D、E装置反应前后质量的变化如表：

    样品

    B

    D

    E

    反应前

    8g

    350g

    350g

    220g

    反应后

    7.553g

    350.435g

    351.98g

    220.22g

    计算样品中Fe3C质量分数，应选用上表中的 组数据（填“D”或“E”），其理由是  ，则Fe3C质量分数为  （精确到0.01%）．

    （7）样品中铁的氧化物中，铁、氧元素的质量比是多少？（精确到0.01）（写出计算过程）


    【考点】物质的相互转化和制备；常见气体的检验与除杂方法；碳的化学性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式；根据化学反应方程式的计算．

    【专题】物质的制备；化学用语和质量守恒定律；有关化学式的计算．

    【分析】（1）根据焦炭的性质来分析；

    （2）CO具有还原性，能与氧化铁反应而使氧化铁还原成铁，同时放出二氧化碳；

    （3）熟记常见仪器的名称；

    （4）根据化学反应的原理来分析；

    （5）根据实验步骤以及实验中的注意事项来分析解答；

    （6）根据装置质量增重的原因来分析；

    （7）装置B中浓硫酸吸收氢气与粗还原铁粉反应生成的水，由该装置增重为反应生成水的质量可求得粗还原铁粉中氧元素质量；装置E中碱石灰吸收甲烷与氧化铁反应产生的二氧化碳，由该装置增重为反应生成二氧化碳的质量可计算出粗还原铁粉中所含碳元素质量．

    【解答】解：（1）焦炭燃烧放出大量的热，产生的热量使装置内其它反应得以发生，还提供了还原剂一氧化碳；故填：①制取CO；②提供热量；

    （2）氧化铁在高温条件下能与CO发生反应生成铁与二氧化碳，故填：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；

    （3）①是硬质玻璃管，②是铁架台；故填：①硬质粗玻璃管；②铁架台；

    （4）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故填：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

    （5）根据题目中的假设情况，为使装置A反应产生的甲烷气体全部在装置C中发生反应，操作时应先将C处酒精灯点燃，然后再点燃A处酒精处；否则会造成测定结果偏小；

    步骤③的目的是除去装置内的氧气，防止发生爆炸，验证该步骤目的达到的实验方法是收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音；有剩余则没有完全被除掉；步骤⑥的目的是防止生成的还原铁粉再次被氧化，起保护作用；

    故填：④→②；偏小；将装置中的空气排尽，防止点燃时发生爆炸；收集尾气验纯；防止生成的精还原铁粉在高温下又被氧化．

    （6）D装置中的浓硫酸能吸收生成的水蒸气，但是氢气还原氧化铁也会生成水蒸气，而装置E增重是因为吸收了反应生成的二氧化碳，也只有此反应生成二氧化碳，所以选择装置E的数据来计算．设生成（220.22g﹣220g）二氧化碳需要Fe3C的质量为x，由质量守恒定律可知，Fe3C中碳元素的质量与二氧化碳中碳元素的质量相等，则

    x×=（220.22g﹣220g）×

    x=0.9g

    则Fe3C质量分数为=11.25%

    故填：E；H2与Fe2O3反应也生成H2O；11.25%；

    （7）装置B增重0.435g，则粗还原铁粉与氢气反应生成水的质量为0.435g，生成水中氧元素质量=0.435g×≈0.39g

    装置E增重0.22g，则甲烷与氧化铁反应生成二氧化碳的质量为0.22g，生成二氧化碳中碳元素质量=0.22g××100%=0.06g

    设生成0.2g氢气需要铁的质量为y

    Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

    56            2

    y            0.2g

    y=5.6g

    8g还原铁粉中含铁5.6g，Fe3C的质量为0.9g，氧元素0.39g，则铁的氧化物中铁元素的质量为：8g﹣0.9g﹣0.39g=1.11g

    则样品中铁的氧化物中，铁、氧元素的质量比是1.11g：0.39g=111：39．

    故填：111：39．

    【点评】本题考查了常规性的冶炼铁的原理及实验的注意事项等，并在此基础上通过对铁冶炼原理的知识迁移，理解该题的实验过程及目的，考查了知识的运用及实验分析的能力．


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    下列实验操作错误的是                                                  

     


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    下列生活中常见的变化中属于化学变化的是（　　）                     

    A．                                         

    榨取果汁            B．                    

    雕刻玉器            C．                    

    燃放烟花            D．                    

    干冰升华                                                    

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    科目：初中化学 来源： 题型：


    小强和小明两位同学在实验室用下列装置制取几种气体．                 

              

    （1）写出图中有标号仪器的名称：a是　　，b是　　．                 

    （2）小强想用高锰酸钾制取一瓶氧气应选用的发生装置是　　（填装置序号），而小明认为该装置有一个小问题，请你帮助他：　；实验室用该方法制取氧气的化学方程式是　　．               

    （3）在装入药品前，应先进行的一项操作是　　．                      

    （4）小明要制取少量CO2，其反应原理是　　（用化学方程式表示），他收集该气体的装置是（填装置序号）　　，选用该装置的理由是．                                              

    （5）为了防止生成的气体从C装置仪器a逸出，必须使a仪器　　．      

    （6）小强和小明还对过氧化氢分解时影响反应速率的部分因素作出探究，并测得相关实验数据．如下表：          

    实验序号   H2O2溶液浓度%          H2O2溶液体积/mL     温度/℃         MnO2的用量/g    收集氧气的体积/mL（排水法）       反应所需时间/s

    ①         5         1           20       0.1       2               16.75

    ②         15        1           20       0.1       2               12.63

    ③         20        5           25       0.2       4               10.70

    ④         20        5           35       0.2       4               8.06

    从实验③和④对比可知，化学反应速率与　　有关．通过实验①与②对比可知，化学反应速率与反应物的有关．若用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，加适量水稀释，产生氧气的总质量　　．要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；                                                

    （2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；                  

    （3）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性；        

    （4）实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；二氧化碳能够溶于水，密度比空气大；         

    （5）不同的实验装置，功能不同．                                

    （6）③④是温度不同其他条件相同，是对温度影响化学反应速度的探究；①②是过氧化氢浓度不同而其他条件相同，这种设计是验证反应物浓度对反应速度的影响；从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系．                     

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