Question

【題目】某課外活動小組擬用下列裝置做煉鐵原理的實驗，同時檢測氧化鐵礦的純度（假設礦石不含其他與 CO 反應的成分），并除去尾氣。CO 用H2C2O4（乙二酸）來制取： 。與Fe2O3反應的 CO 需純凈、干燥。

（1）若所制的氣體的流向為從左向右時，下列儀器組裝連接的順序是（用 a,b……表 示）：________；

（2）實驗結束后，先熄滅________處的酒精燈，再熄滅_________處的酒精燈；

（3）為了保護環境，怎樣處理儀器末端導出的 CO（寫出具體方法）：______ ；

（4）實驗前氧化鐵礦粉末的質量為 ag，實驗后測得乙和丙的質量分別增加了 yg 和 zg， 則可依上述數據計算氧化鐵礦粉末中氧化鐵的質量分數。但按此方法實際實驗測定結果可能偏大，造成這種誤差的原因可能是 ______，也可能偏小，造成這種誤差的原因可能是 ______。若要消除上述誤差，要求不要添加其他實驗裝置，且實驗裝置連接順序不變，你認為應如何改進實驗 _______。

Answer 1

【答案】abcfghide 或 adefghibc 戊 甲 點燃 （或用氣囊收集） 除去 CO 中 CO2 的裝置吸收 CO2 不充分，吸收 CO 與 Fe2O3 反應生成的CO2 的裝置吸收了空氣中的 CO2 CO 與 Fe2O3反應生成的 CO2 未被 NaOH完全吸收 稱取氧化鐵樣品的質量，完全反應并冷卻后再稱量剩余固體的總質量。通過計算得氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數，可消除誤差。

【解析】

（1）要得到純凈干燥的一氧化碳，首先要通過燒堿除去一氧化碳中的二氧化碳，因為氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，氫氧化鈉與一氧化碳不反應，且洗氣應“長進短出”，然后通過濃硫酸除去一氧化碳中的水分，因為濃硫酸具有吸水性，且不與一氧化碳反應，然后一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，然后通過濃氫氧化鈉溶液，讓濃氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，通過氫氧化鈉溶液的增加量得出生成二氧化碳的質量，然后通過二氧化碳的質量計算出氧化鐵的質量，從而計算出鐵礦石的純度，因此裝置連接順序應是abcfghide或adefghibc；

（2）反應結束時還原出的鐵單質高溫下還可以與O2反應，所以應使Fe在CO的還原性氣氛中慢慢冷卻，才能防止再被氧化，故先熄滅戊處的酒精燈，再熄滅甲處的酒精燈；

（3）因為一氧化碳還原氧化鐵實驗結束時還要繼續通一氧化碳直到玻璃管冷卻，一氧化碳有劇毒，不能直接排放到空氣中，為了保護環境，所以將排出的CO點燃；

（4）根據反應的化學方程為3CO+Fe2O32Fe+3CO2可知，通過測定氫氧化鈉溶液吸收生成二氧化碳前后的質量差來計算氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數，測得二氧化碳的質量越大，結果偏大，反之，就偏小；再結合，分析可知：除去 CO 中CO2的裝置吸收CO2不充分或吸收 CO 與Fe2O3反應生成的CO2的裝置吸收了空氣中的CO2，會導致結果偏大；CO 與Fe2O3反應生成的CO2未被 NaOH完全吸收，會導致結果偏小；若要消除誤差，可以通過測定玻璃管中固體在反應前后的質量差，來計算氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數，具體如下：稱取氧化鐵樣品的質量，完全反應并冷卻后再稱量剩余固體的總質量；通過計算得氧化鐵樣品中氧化鐵的質量分數即可。