Question

（1）小紅用下圖裝置進行CO還原鐵的某種氧化物實驗，她先稱量硬質玻璃管的質量為66.7g，往硬質玻璃管內放入該鐵的氧化物后，稱得鐵的氧化物和硬質玻璃管的總質量是81.2g．然后通入CO并加熱，使鐵的氧化物與足量的CO充分反應，冷卻后稱得硬質玻璃管和管內殘留固體的總質量是77.2g．由此推斷，該氧化物的化學式為

 

；實驗完畢稱得洗氣瓶的質量增加了

 

g．
（2）某實驗研究小組將6.5g由H₂、O₂、CO組成的混合氣體置于密閉容器中點火爆炸．冷卻至室溫，干燥后測得氣體質量為4.7g；再通入足量的苛性鈉溶液，干燥后測得剩余氣體質量為0.3g，經檢驗，這0.3g氣體是氧氣．求原混和氣體中H₂、O₂、CO的質量各是多少？

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律知：反應后玻璃管和管內固體的總質量去掉玻璃管的質量就是生成鐵的質量，也是氧化物中鐵元素的質量，反應前玻璃管和氧化物的總質量去掉玻璃管的質量就是氧化物的質量，再去掉鐵元素的質量，就是氧化物中氧元素的質量，由氧化物中鐵元素和氧元素的質量可以計算出氧化物中鐵、氧元素的原子個數比，從而得到氧化物的化學式；根據氧化鐵的質量，據化學方程式算的二氧化碳的質量，即為洗氣瓶的質量增加量．
（2）根據題意獲得反應生成的CO₂質量以及生成H₂O的質量，然后根據化學方程式計算即可．

解答：解：（1）氧化物中鐵元素的質量：77.2g-66.7g=10.5g，鐵的氧化物的質量：81.2g-66.7g=14.5g  鐵的氧化物中氧元素的質量14.5g-10.5g=4.0g，氧化物中鐵、氧元素的原子個數比為：

10.5g 56

4.0g 16

=

3

4

，即氧化物的化學式為Fe₃O₄．
設：生成二氧化碳的質量為x
4CO+Fe₃O₄

高溫  .

3Fe+4CO₂
     232            176
     14.5g          x

232

14.5g

=

176

x

   x=11g
答：生成二氧化碳的質量為11g．
（2）解：反應生成的CO₂質量為：4.7g-0.3g=4.4g，生成H₂O的質量為：6.5g-4.7g=1.8g，
設：原混合氣體中含CO的質量為X，含H₂的質量為Y，分別與質量為m、n的O₂反應
2CO+O₂

點燃  .

2CO₂
56  32       88
X   m         4.4g

32

m

=

88

4.4g

   m=1.6g       

56

X

=

88

4.4g

   X=2.8g
2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O
4   32       36
Y   n        1.8g

4

Y

=

36

1.8g

   Y=0.2g

32

n

=

36

1.8g

  n=1.6g  
則原混合氣體中含O₂的質量為：0.3g+1.6g+1.6g=3.5g （或：6.5g-2.8g-0.2g=3.5g）．
答：原混和氣體中H₂、O₂、CO的質量各是0.2g、3.5g、2.8g．

點評：本題主要考查質量守恒定律和有關化學方程式的計算，要求學生會從題目已知信息中挖掘出暗藏的已知條件，并具備分析和解決問題的能力，難度較大，是一道綜合實驗和計算為一體的題目．