探究一:工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.某兴趣小组用草酸晶体制取CO,并进行了如下图所示实验.
试回答:
【查阅资料】草酸晶体(H2C2O4?3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO.
(1)实验前应先______.
(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A中试剂是______、C中的试剂是______(填字母编号).
a.浓硫酸?????????b.澄清的石灰水????????c.氢氧化钠溶液
(3)F装置的作用是______.
(4)某同学认为图示装置有不足之处,改进的方法是______.
探究二: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+y?H2x?Fe+y?H2O,Fe3C+2H23Fe+CH4.
(1)写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式:______.
(2)焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外,还能______.
【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验.
已知3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe(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).
(3)主要实验步骤如下:
①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;
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处、C处酒精灯;
⑥再缓缓通入少量H2;
⑦再次称量必要装置的质量.
操作的先后顺序是①→③→______→⑤→⑥→⑦(填字母)
A.②→④B.④→②
(4)步骤③的目的是______,验证该步骤目的达到的实验方法是______;
(5)若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将______(填“偏大’’“偏小“或“不变“,下同).
(6)粗还原铁粉样品的质量为20.000g,装置B、E分别增重0.360g和0.440g,则计算样品出中碳元素的质量分数是______,氧元素的质量分数是______.(无需计算过程).
网友回答
解:探究一、(1)实验前应先检查装置的气密性,否则会由于漏气使实验失败;
(2)二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收,用澄清的石灰水检验,还可以检验二氧化碳是否除尽,一氧化碳可以用浓硫酸干燥;所以A中盛放的是氢氧化钠溶液,吸收二氧化碳,氢氧化钙是验证二氧化碳是否被除净,C中盛放的是浓硫酸,吸收水分;
(3)E装置中碱石灰可以吸收反应产生的二氧化碳,F装置中碱石灰是防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中,影响实验的测定;
(4)实验装置的一个明显缺陷:缺少尾气处理装置,没有参加反应的一氧化碳会污染空气,在F后用酒精灯点燃没有参加反应的气体.因此可以在在F后用酒精灯点燃;
探究二、(1)氧化铁在高温条件下能与CO发生反应生成铁与二氧化碳,反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(2)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;
(3)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;
(4)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;
(5)若缺少装置D,氧元素的测定时取决于B装置的吸收,所以是不会影响的(后面与氧化铁的反应物是甲烷气体反应造成的,所以二氧化碳中的氧元素不会影响到);
(6)装置B增重0.360g,则粗还原铁粉与氢气反应生成水的质量为0.180g,生成水中氧元素质量=0.360g××100%=0.320g;
样品中氧元素的质量分数=×100%=1.6%
装置E增重0.440g,则甲烷与氧化铁反应生成二氧化碳的质量为0.440g,生成二氧化碳中碳元素质量=0.440g××100%=0.120g
样品中碳元素的质量分数=×100%=0.6%
答:样品中氧和碳元素的质量分数分别为1.6%、0.6%.
故