Question

不少同學都被蚊蟲叮咬過，感覺又痛又癢。從化學課上得知：蚊蟲叮咬時能在皮膚內分泌出蟻酸刺激皮膚。查閱資料：蟻酸是一種有機酸，化學名稱叫做甲酸，化學式為HCOOH，通常是一種無色易揮發的液體，它在濃硫酸存在時加熱發生如下反應：HCOOH濃硫酸CO↑+H₂O。某化學興趣小組同學決定使用下圖儀器或裝置利用甲酸制取CO，并進行CO還原Fe₂O₃（Fe₂O₃樣品中雜質不參加反應）的探究實驗。
請回答下列問題：
（1）用甲酸滴入濃硫酸的方法制取CO，應選用的發生裝置是      （填代號，下同）；要除去CO中含有的少量甲酸蒸汽，最好選用上圖中的        進行洗氣；檢驗CO還原Fe₂O₃的氣體產物應選用        裝置，需檢驗的氣體應從     管口進入。
（2）寫出CO還原Fe₂O₃的化學方程式______________________________。
（3）從開始加熱到實驗結束，Fe₂O₃粉末的顏色是如何變化的？_________________。
（4）CO有毒，從環保角度看，如何處理該實驗的尾氣？_________________。
（5）【拓展延伸】①當你被蚊蟲叮咬后，在叮咬處涂抹一些物質可減輕痛癢。下列物質中，你不會選擇的物質是________。

A．氨水

B．食醋

C．肥皂水

D．蘇打水

②向某溶液中加入蟻酸有氣泡產生，該氣體能使澄清石灰水變渾濁，則該溶液中溶質的化學式可能是______________________________(只寫一種)。
（6）利用以上裝置可以測定Fe₂O₃樣品中Fe₂O₃的質量分數。測定方法是：取10.0g Fe₂O₃樣品做實驗，先稱量樣品和玻璃管的總質量為60.0g，待樣品完全反應并冷卻后，在稱量玻璃管和剩余固體的總質量為57.6g。求該樣品中Fe₂O₃的質量分數是多少？

Answer 1

(1)② ； ③； ④； F （共4分）解析：反應物的狀態為液體，不需加熱（濃硫酸遇水放熱），可選用裝置②；因氫氧化鈣的溶解度太小，選用③濃氫氧化鈉溶液來除去少量甲酸蒸汽更為合適。CO還原Fe₂O₃的氣體產物是CO₂，可用④澄清石灰水檢驗。檢驗時，為使氣體與澄清石灰水充分接觸，氣體應長進短出。
(2) 3CO+Fe₂O₃      2Fe+3CO₂（1分）
(3)由紅棕色變為黑色（1分）  （4）將尾氣點燃或用氣球收集（1分）
（5）   (1)B（解析：食醋顯酸性，使用食醋會加重病情）  
(2)Na₂CO₃(或其它可溶性碳酸鹽、酸式碳酸鹽等)(1分)
（6）解：反應前后質量減少的原因是Fe₂O₃中的Fe被還原，氧元素轉化為CO₂，減少的質量實際上就是Fe₂O₃中氧元素的質量。
設該樣品中Fe₂O₃的質量為x。
參加反應的Fe₂O₃中氧元素的質量= 60.0g-57.6g=2.4g…………（1分）
Fe₂O₃——  3O
160          48
x          2.4 g
160 ：48= x ：2.4 g     解得：x=8 g…………（1分） 
 
樣品中Fe₂O₃的質量分數=        ×100%=80%………（1分）
答：略。

考點：
專題：科學探究．
分析：（1）運用反應物的狀態和反應條件確定反應裝置、氫氧化鈣的溶解度太小，濃氫氧化鈉溶液能和甲酸發生酸堿中和反應、一氧化碳和氧化鐵反應生成二氧化碳可用澄清石灰水檢驗、檢驗二氧化碳氣體應長進短出解答．
（2）運用CO還原Fe₂O₃反應生成鐵和二氧化碳解答．
（3）運用Fe₂O₃粉末為紅色，反應生成的還原性鐵粉為黑色解答．
（4）運用一氧化碳的毒性和可燃性解答
（6）運用反應前后質量減少的原因是Fe₂O₃中的Fe被還原，氧元素轉化為CO₂，減少的質量實際上就是Fe₂O₃中氧元素的質量解答．
解答：解：（1）反應物的狀態為液體，不需加熱（濃硫酸遇水放熱），可選用裝置②；因氫氧化鈣的溶解度太小，選用③濃氫氧化鈉溶液來除去少量甲酸蒸汽更為合適．CO還原Fe₂O₃的氣體產物是CO₂，可用④澄清石灰水檢驗．檢驗時，為使氣體與澄清石灰水充分接觸，氣體應長進短出．故（1）答案：②； ③；  ④； F  
（2）CO還原Fe₂O₃反應生成鐵和二氧化碳，故（2）答案：3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂
（3）Fe₂O₃粉末為紅色，反應生成的還原性鐵粉為黑色，故（3）答案：由紅棕色變為黑色
（4）尾氣混有一氧化碳，一氧化碳有毒不能直接排放，一氧化碳具有可燃性，故（4）答案：將尾氣點燃或用氣球收集
（5）①食醋顯酸性，使用食醋會加重病情，故答案選B
②可燃性的碳酸鹽都含有碳酸根離子都能和稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，故（2）答案：Na₂CO₃（或其它可溶性碳酸鹽、酸式碳酸鹽等）
（6）解：反應前后質量減少的原因是Fe₂O₃中的Fe被還原，氧元素轉化為CO₂，減少的質量實際上就是Fe₂O₃中氧元素的質量．
設該樣品中Fe₂O₃的質量為x．
參加反應的Fe₂O₃中氧元素的質量=60.0g-57.6g=2.4g…（1分）
Fe₂O₃--------3O
160          48
x          2.4g
160：48=x：2.4g      
解得：x=8g…（1分）
樣品中Fe₂O₃的質量分數=×100%=80%…（1分）
答：略．
故（6）答案：80%
點評：根據已有知識，在情景相似的情況下，進行知識地大膽遷移，是解決新問題的一種重要方法．