Question

（2012?吉林一模）为测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe元素的含量，可用氢气还原一定质量的此混合物并测定生成水的质量的方法来完成．若在实验室中选用下列实验装置来实现上述目的（图中夹持装置已略去，部分装置可重复使用）．请填空：

（1）仪器X的名称是

长颈漏斗

．
（2）装置A中发生反应的离子方程式为

Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑

，实验前检验装置A的气密性的方法是

关闭活塞K，向长颈漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气

．
（3）装置B中发生反应的化学方程式为

FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O或Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O

（任写一个即可）．
（4）图①-④示装置中与A装置具有相同作用的是

①④

（填装置编号）．
（5）按正确的实验设计，所连接的装置顺序为：A→C→

B

→

C

→

C

．
（6）若FeO和Fe₂O₃混合物的质量为ag，反应完全后生成水的质量为bg，则混合物中Fe元素的质量分数为

1-8b

9a

×100%

（用含字母的数学式表示）．

Answer 1

分析：（1）依据装置图中仪器形状和用途分析；
（2）分析装置图可知A中的反应为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气的反应，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析；
（3）装置B中是氢气还原氧化亚铁和氧化铁的反应；
（4）装置A的原理是启普发生器的原理，可以随时进行随时停止分析；
（5）测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe元素的含量，利用测定氢气还原铁的氧化物生产的水蒸气的量，结合化学方程式进行计算得到，装置为发生装置生成氢气，干燥后通入装置B，用装置C吸收生成的水蒸气称量测定，为避免空气中的水蒸气和二氧化碳干扰测定结果，需要在装置C后再连接一个装置C；
（6）依据氧化物中的氧元素守恒，生成水中的氧元素是铁的氧化物中氧元素，计算水中氧元素质量得到铁元素质量计算得到铁元素的质量分数．

解答：解：（1）装置图中仪器形状和用途可知，仪器X的名称为分液漏斗，故答案为：长颈漏斗；
（2）A中的反应为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气的反应，反应的离子方程式为：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，实验装置气密性检查利用装置压强变化和液面变化分析，关闭活塞K，向长颈漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气，
故答案为：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑；关闭活塞K，向长颈漏斗中加水至其液面高于试管中的液面，（停止加水）一段时间后液面高度差没变化，说明装置不漏气；
（3）装置B中是氢气还原氧化亚铁和氧化铁的反应，反应的化学方程式为：FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O 或Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O；
故答案为：FeO+H₂

△   .

Fe+H₂O 或Fe₂O₃+3H₂

△   .

2Fe+3H₂O；
（4）①关闭活塞生成气体压强增大，固体和液体分离，反应停止，打开活塞液面升高浸没固体反应，故①符合；
②气体不能进入后续装置，故②不符合；
③左边液体不能升高，达不到随时进行随时停止的目的，故③不符合；
④利用干燥管上部面积增大，关闭活塞压强增大，液面离开固体，反应停止，打开活塞压强减小，液体和固体接触反应生成气体，故④符合；
故答案为：①④；
（5）测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe元素的含量，利用测定氢气还原铁的氧化物生产的水蒸气的量，结合化学方程式进行计算得到，装置为发生装置生成氢气，干燥后通入装置B，用装置C吸收生成的水蒸气称量测定，为避免空气中的水蒸气和二氧化碳干扰测定结果，需要在装置C后再连接一个装置C；
故答案为：B；C；C；
（6）若FeO和Fe₂O₃混合物的质量为ag，反应完全后生成水的质量为bg，依据反应化学方程式和特征，生成水中的氧元素是铁的氧化物中氧元素，则混合物中Fe元素的质量分数为

ag- bg 18g/mol ×16g/mol

ag

×100%=

1-8b

9a

×100%，
故答案为：

1-8b

9a

×100%．

点评：本题考查了物质性质探究实验的分析判断，装置基本操作的应用，主要是物质性质和实验过程的分析，题目难度中等．