Question

【題目】鐵制品銹蝕的過程，實(shí)際上是鐵與空氣中的 等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，鐵銹的主要成分是Fe2O3 xH2O。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗室中用足量一氧化碳還原鐵銹，裝置如右圖，酒精燈b的作用是 。

【現(xiàn)象分析】實(shí)驗過程中，觀察到玻璃管中固體 ，澄清石灰水變渾濁，證明一氧化碳還原了鐵銹。

【提出問題】一氧化碳還原鐵銹的固體產(chǎn)物是鐵嗎？

【實(shí)驗設(shè)計】上述反應(yīng)進(jìn)行完全后，冷卻到室溫，取少量玻璃管中的固體，加入稀鹽酸，若觀察到 ，則證明有鐵生成。該小組同學(xué)按上述設(shè)計進(jìn)行實(shí)驗，并未觀察到預(yù)期現(xiàn)象。

【查閱資料】一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素有關(guān)，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。

【實(shí)驗反思】一氧化碳還原鐵銹的實(shí)驗中，若要得到鐵可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度和延長反應(yīng)時間。上圖所示實(shí)驗裝置中，應(yīng)作的一處修改是 。

【重新實(shí)驗】該小組同學(xué)用修改后的裝置重新進(jìn)行實(shí)驗，完全反應(yīng)后，冷卻到室溫，取少量玻璃管中的固體，加入硫酸銅溶液，觀察到 ，證明有鐵生成。

【拓展應(yīng)用】該小組同學(xué)用修改后的裝置進(jìn)行一氧化碳還原赤鐵礦的實(shí)驗，使赤鐵礦中的氧化鐵全部轉(zhuǎn)變?yōu)殍F（已知赤鐵礦中的雜質(zhì)不與一氧化碳反應(yīng)），測得下列數(shù)據(jù)：

①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛赤鐵礦粉末的總質(zhì)量70.0g（玻璃管的質(zhì)量為60.0g）；

②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛固體的總質(zhì)量67.6g（冷卻到室溫稱量）。

則該赤鐵礦中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。

Answer 1

【答案】氧氣、水蒸氣（或O2、H2O） 點(diǎn)燃多余的一氧化碳，防止污染空氣

【現(xiàn)象分析】由紅色變?yōu)楹谏?/span> 【實(shí)驗設(shè)計】有氣泡產(chǎn)生

【實(shí)驗反思】將酒精燈a換成酒精噴燈（或給酒精燈a加網(wǎng)罩）

【重新實(shí)驗】有紅色固體析出 【拓展應(yīng)用】80%

【解析】

試題分析：鐵的生銹是鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)；一氧化碳不可能完全反應(yīng)，直接排放到空氣中會造成污染，因此需要進(jìn)行尾氣出理，點(diǎn)燃使其燃燒生成CO2；【現(xiàn)象分析】由紅色氧化鐵變?yōu)楹谏�鐵；【實(shí)驗設(shè)計】鐵與鹽酸反應(yīng)會有氫氣生成，有氣泡，而氧化鐵和碳則不會；【實(shí)驗反思】適當(dāng)提高溫度，可以酒精燈a換成酒精噴燈；【重新實(shí)驗】鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，固體由黑色的鐵變成紅色的銅，溶液由藍(lán)色的硫酸銅變?yōu)闇\綠色的硫酸亞鐵；【拓展應(yīng)用】由3CO+2Fe2O32Fe+3CO2，固體由Fe2O3變?yōu)镕e，因此固體質(zhì)量的減少即為氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，m(O)=70.0g-67.6g=2.4g，m(Fe2O3)=2.4g÷(160／48)=8g，F(xiàn)e2O3%=8g÷(70g-60g)×100%=80%。