Question

【題目】納米級Fe粉是新型材料，具有超強磁性、高效催化性。某化學小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取納米級鐵粉。其實驗設計如圖（加熱、支持裝置省略）

（1）a的名稱是________________；濃硫酸的作用是________________。

（2）打開分液漏斗活塞，一段時間后再對C裝置加熱，這樣操作的目的是_______________；反應一段時間后D中變藍，E中溶液變渾濁，C中發生反應的化學方程式為______________。

（3）反應中若觀察到B裝置中氣泡產生過快，則應進行的操作是_____________________。

（4）反應一段時間后，B中產生氣泡太慢，再滴加硫酸反應速率略有加快但不明顯；若向硫酸中加少量硫酸銅再滴入與Zn反應，反應速率明顯加快，原因是____________________。

（5）檢驗碳酸亞鐵中含有鐵元素的實驗方法是______________________。

Answer 1

【答案】

（1）蒸餾燒瓶（1分）吸收氫氣中的水蒸氣（或干燥氫氣）（2分）

（2）排除體系內的空氣，防止干撓實驗，防止爆炸（2分）FeCO3+H2Fe+CO2+H2O（2分）

（3）調節A中分液漏斗活塞，減慢硫酸滴加速度（2分，不全對扣1分）

（4）鋅與硫酸銅反應生成銅，銅與鋅形成原電池（鋅為負極），加快了反應速率（2分）

（5）取少量FeCO3加適量鹽酸完全溶解，再加入少量K3[Fe(CN)3]溶液，產生藍色沉淀，則碳酸亞鐵中含有鐵元素。（溶解后加入氧化劑，檢驗Fe3+也可） （2分）

【解析】

試題分析：本題的實驗目的是用氫氣和碳酸亞鐵制取納米級鐵粉，根據裝置分析可知，A為H2的制取裝置，B為干燥裝置，C為H2還原FeCO3制取納米級鐵粉。D中無色硫酸銅可用于檢驗水的存在，E中澄清石灰水則用于檢驗CO2。

（1）儀器a是圓底燒瓶；B為干燥裝置，所以濃硫酸的作用是吸收氫氣中的水蒸氣。

（2）因H2是爆炸氣體，所以在操作時必須先排除裝置中的空氣，必須打開分液漏斗活塞，一段時間后再對C裝置加熱，防止裝置中的空氣干撓實驗，造成爆炸的危險。反應一段時間后D中變藍，說明有水生成，E中溶液變渾濁，說明有CO2生成。則C中發生反應的化學方程式為FeCO3+H2Fe+CO2+H2O。

（3）反應中若觀察到B裝置中氣泡產生過快，則說明A處產生H2的速率過快，可調節A中分液漏斗活塞，減慢硫酸滴加速度。

（4）加少量硫酸銅再滴入與Zn反應，鋅與硫酸銅反應生成銅，銅與鋅形成原電池（鋅為負極），加快了反應速率。

（5）檢驗碳酸亞鐵中含有鐵元素的實驗方法是取少量FeCO3加適量鹽酸完全溶解，再加入少量K3[Fe(CN)3]溶液，產生藍色沉淀，則碳酸亞鐵中含有鐵元素。。