Question

為測定 FeO 和 Fe₂O₃ 固體混合物中 Fe元素的含量，可用氫氣還原一定質量的此混合物并測定生成水的質量的方法來完成。若在實驗室中選用下列實驗裝置來實現上述目的（圖中夾持裝置已略去，部分裝置可重復使用）。請填空：

⑴儀器X的名稱是                    。
⑵寫出A中發生反應的離子方程式                                      ，
實驗前如何檢驗裝置A的氣密性                                      。
⑶下圖所示裝置中與A裝置具有相同作用的是              （填裝置編號）。

⑷按正確的實驗設計，所連接的裝置順序為：A→C→     →     →      。
⑸若FeO和Fe₂O₃混合物的質量為 ag，反應完全后生成水的質量為 b g，則混合物中Fe元素的質量分數為                 （用含字母的數學式表示）。

Answer 1

（12分）⑴長頸漏斗。⑵Zn +2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑, 
關閉活塞K，向長頸漏斗中加水至其液面高于試管中的液面，（停止加水）一段時間后液面高度差沒變化，說明裝置不漏氣。
⑶①④   ⑷B→C→C。 ⑸（1－8b/9a）×100%（或1－8b/9a）（其他合理答案也可。）

（1）根據X的結構可知，X是長頸漏斗。
（2）A裝置是制取氫氣的，所以方程式為Zn +2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑。由于A裝置中是長頸漏斗，所以檢驗氣密性的正確方法是關閉活塞K，向長頸漏斗中加水至其液面高于試管中的液面，（停止加水）一段時間后液面高度差沒變化，說明裝置不漏氣。
（3）A裝置是簡易啟普發生器，當關閉K后，產生的氣體使固體和液體分離，從而反應停止。所以選項①④正確。
（4）由于生成的氫氣中會混有氯化氫和水蒸氣，所以應該先除雜和干燥。由于要測量反應中生成的水蒸氣，且還要防止空氣中的水蒸氣進入，因此正確的連接順序是A→C→B→C→C。
（5）bg水中氧元素的質量是8b/9，所以混合物中鐵元素的質量是（a－8b/9）g，因此鐵元素的質量分數是（1－8b/9a）×100%（或1－8b/9a）。