Question

17．实验室用下面装置测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe₂O₃的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe₂O₃的混合物．

（1）如何检查装置A的气密性：从长颈漏斗口注水，待水从漏斗管上升与容器内的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻如水柱差不下降，证明其气密性良好．
（2）在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生的化学反应方程式是：3H₂+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，H₂+FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+H₂O．
（3）若FeO和Fe₂O₃固体混合物的质量为23.2g，反应完全后U型管E的质量增加7.2g，则混合物中Fe₂O₃的质量为16g．
（4）U型管E右边又连接干燥管F的目的是防止空气中的H₂O蒸气等气体进入E中．

Answer 1

分析 （1）依据装置中气体压强变化和液面变化分析判断装置气密性；
（2）D装置发生的反应是氢气还原氧化亚铁、氧化铁的反应，生成了铁和水；
（3）根据氧化铁、氧化亚铁的总质量及U型管的质量增加7.2g为水的质量列式计算；
（4）若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收则所测生成水的质量增大，氧元素物质的量偏大，Fe₂O₃的质量也将偏大．

解答 解：（1）检查装置A的气密性，从长颈漏斗口注水，待水从漏斗管上升与容器内的水面形成一段水柱差，停止加水，一段时间后液面不变证明气密性完好；
故答案为：从长颈漏斗口注水，待水从漏斗管上升与容器内的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻如水柱差不下降，证明其气密性良好；
（2）装置D中发生的是氧化亚铁、氧化铁与氢气的反应，反应方程式为：3H₂+Fe₂O₃2Fe+3H₂O，H₂+FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+H₂O，
故答案为：3H₂+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3H₂O，H₂+FeO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe+H₂O；
（3）U型管的质量增加的7.2g是水，物质的量是 $\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，
设FeO、Fe₂O₃物质的量分别为X、Y，则：X+3Y=0.4
根据质量可列式：72X+160Y=23.2
解得Y=0.1，X=0.1，
所以氧化铁的质量为：160g/mol×0.1mol=16g，
故答案为：16；
（4）干燥管F的作用防空气中水蒸气对实验干扰，若无干燥管F，空气中的水蒸气被E吸收则所测生成水的质量增大，导致氧的含量增大，Fe₂O₃的质量将偏大，
故答案为：防止空气中的水蒸气等气体进入E中．

点评 本题考查了测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe₂O₃的质量，是一道综合实验题，解题的关键是掌握各种装置的作用，并能根据相关的数据进行计算，此题对训练学生思维能力有一定帮助，题目难度中等．