Question

為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)室某生銹鐵片中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案．
方案甲：稱得生銹鐵片的質(zhì)量為m₁g，按圖Ⅰ所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．完全反應(yīng)后，測(cè)得室溫下產(chǎn)生氫氣的體積為V₁L，查得其密度為
ρ₁g/L．方案乙：稱得生銹鐵片的質(zhì)量為m₂g，先按圖Ⅱ所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．當(dāng)生銹鐵片完全變成光亮的銀白色時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入CO至室溫．取出鐵片，按圖Ⅰ所示裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．完全反應(yīng)后，測(cè)得室溫下產(chǎn)生氫氣的體積為V₂L，查得其密度為
ρ₂g/L．

（1）稱量是，應(yīng)將鐵片放在托盤天平的

 

盤（填“左”或“右”）；兩位同學(xué)使用托盤天平，分別稱得鐵片質(zhì)量為
2.12g、2.1g，其中不合理的數(shù)據(jù)是

 

．
（2）評(píng)價(jià)交流：上述兩個(gè)方案中，可行的是

 

（填“甲”或“乙”）；分析不可行方案，其缺陷是

 

．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：方案乙中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)報(bào)告，請(qǐng)幫助完成．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論或化學(xué)方程式
① 裝置Ⅱ	通入CO，加熱．完全反應(yīng)后，停止加熱，繼續(xù)通CO至室溫	生銹鐵片變成光亮的銀白色	CO具有   性；反應(yīng)結(jié)束后，還要繼續(xù)通CO至室溫的目的是   化學(xué)方程式：
② 裝置Ⅰ	將光亮鐵片放入稀鹽酸中，完全反應(yīng)	溶液顏色由無(wú)色變成淺綠色，有氣泡放出	化學(xué)方程式：

（4）提出問(wèn)題：圖II所示裝置是否有可改進(jìn)之處？請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述具體改進(jìn)意見(jiàn)，或在圖II中畫(huà)出簡(jiǎn)易裝置示意圖．

 

（5）結(jié)論：生銹鐵片中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

（用字母表示）

Answer 1

分析：由于生銹鐵片中除了鐵、鐵的化合物之外還含有水分等不含鐵元素的物質(zhì)，由于方案甲中根據(jù)計(jì)算只能得出鐵片中金屬鐵的質(zhì)量，無(wú)法計(jì)算出鐵的氧化物的質(zhì)量，也就無(wú)法計(jì)算出鐵元素的總質(zhì)量；而乙首先利用還原劑把鐵的化合物中的鐵元素全部變成了金屬鐵，然后根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量就可求出參與反應(yīng)的金屬鐵的質(zhì)量即生銹鐵片中鐵元素的總質(zhì)量．

解答：解：（1）用托盤天平稱量物質(zhì)，應(yīng)該是左物右碼，而且托盤天平的讀數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后一位，故答案為：左，2.12
（2）由于生銹鐵片中除了鐵、鐵的化合物之外還含有水分等不含鐵元素的物質(zhì)，由于方案甲中根據(jù)計(jì)算只能得出鐵片中金屬鐵的質(zhì)量，而無(wú)法知道鐵的化合物的質(zhì)量，故答案為：乙，不能測(cè)出生銹鐵片中鐵元素的質(zhì)量
（3）①由于一氧化碳具有還原性，因此常用來(lái)冶煉金屬，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要繼續(xù)通一氧化碳，主要是因?yàn)椴ＡЧ芾鋮s會(huì)導(dǎo)致里面的壓強(qiáng)減小，從而試管內(nèi)的水會(huì)倒吸到玻璃管內(nèi)，故答案為：還原性，防止水倒吸，F(xiàn)e₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂
②由于鐵能夠和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，故答案為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
（4）由于二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，而一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)造成空氣污染，因此必須對(duì)這兩種氣體進(jìn)行處理，故答案為：將E中的水改成澄清石灰水或氫氧化鈉溶液，并在E的導(dǎo)出管口處點(diǎn)燃導(dǎo)出的氣體
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，和稀鹽酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量即為生銹鐵片中鐵元素的質(zhì)量，可設(shè)生銹鐵片中鐵元素的質(zhì)量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56             2
x             p₂V₂

56

2

=

X

p 2V 2

x=

56p 2V 2

2

=28p₂V₂
則生銹鐵片中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

28p 2V 2

m 2

×100%=

2800p 2V 2

m 2

%，故答案為：

2800p 2V 2

m  2

%

點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，主要考查了鐵的冶煉、鐵的有關(guān)化學(xué)性質(zhì)及質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．