Question

某课外活动小组拟用下列装置做炼铁原理的实验，同时检测氧化铁的纯度（假设矿石中不含其它与CO反应的成分），并除去尾气．CO使用乙二酸分解：H₂C₂O₄

浓H2SO4

△

CO₂↑+CO↑+H₂O来制取，与Fe₂O₃反应的CO需纯净、干燥．

（1）若所制气体从左向右流向时，上述仪器组装连接的顺序是（用a，b…表示）
a接b，c接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

；
（2）装置丙的作用是

 

（3）怎样除去尾气中的CO气体

 

（4）实验前氧化铁矿粉末为x g，经充分反应实验后测得乙、丙质量分别增加y g和z g，则该矿石中氧化铁的质量分数为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据实验目的是做炼铁原理的实验，同时检测氧化铁的纯度，并除去尾气，结合各个装置的用途来连接；
（2）二氧化碳与烧碱会发生反应，从而吸收二氧化碳；
（3）一氧化碳有剧毒，不能直接排放到空气中，可以让其燃烧生成二氧化碳无毒物质；
（4）乙装置增加的1.76g是生成的二氧化碳的质量，根据一氧化碳还原氧化铁的化学方程式3CO+Fe₂O₃

△   .

2Fe+3CO₂根据二氧化碳的质量可求出氧化铁的质量，进而求出铁矿石中氧化铁的质量分数．

解答：解：（1）甲装置可以制取一氧化，但是其中含有二氧化碳，可以用氢氧化钠来除去，丁装置可以干燥一氧化碳，戊装置是一氧化碳和氧化铁之间的反应装置，所以连接顺序是：a接b，c接f，g接h，i接e，（h与i顺序可颠倒），
故答案为：f；g；h；i；e（h与i顺序可颠倒）；
（2）装置乙和丙中都盛有过量的浓烧碱，但乙和丙装置的不同点在于b和d，a导管可以连接下一个装置将气体导入，故丙装置是吸收一氧化碳和氧化铁反应产生的CO₂，并便于用燃烧法除去尾气CO，乙装置是用来检验并吸收甲装置产生的二氧化碳的，
故答案为：吸收一氧化碳和氧化铁反应产生的CO₂，并便于用燃烧法除去尾气CO；
（3）因为一氧化碳还原氧化铁实验结束时还要继续通一氧化碳直到玻璃管冷却，一氧化碳有剧毒，不能直接排放到空气中，为了保护环境，所以将排出的CO点燃，
故答案为：将点燃的酒精灯放在d处；
（4）丙装置质量增加量是一氧化碳和氧化铁反应生成的全部二氧化碳，设生成金属铁的质量是m，根据化学方程式：
     3CO+Fe₂O₃

△   .

2Fe+3CO₂          
                  112 132      
                   m   z

112

m

=

132

z

，解得m=

112z

132

=

28z

33

，根据铁元素守恒，所以氧化铁质量是：

160× 28z 33

112

g=

40z

33

g，所以矿石中氧化铁的质量分数为

40z

33a

×100%，
故答案为：

40z

33a

×100%．

点评：本题考查了学生对金属冶炼原理的理解程度，也考查了学生的实验能力，注重对实验知识的掌握．