Question

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

（1）若所制的氣體的流向?yàn)閺淖笙蛴視r，下列儀器組裝連接的順序是（用 a,b……表 示）：________；

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先熄滅________處的酒精燈，再熄滅_________處的酒精燈；

（3）為了保護(hù)環(huán)境，怎樣處理儀器末端導(dǎo)出的 CO（寫出具體方法）：______ ；

（4）實(shí)驗(yàn)前氧化鐵礦粉末的質(zhì)量為 ag，實(shí)驗(yàn)后測得乙和丙的質(zhì)量分別增加了 yg 和 zg， 則可依上述數(shù)據(jù)計算氧化鐵礦粉末中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。但按此方法實(shí)際實(shí)驗(yàn)測定結(jié)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(shí)驗(yàn)裝置，且實(shí)驗(yàn)裝置連接順序不變，你認(rèn)為應(yīng)如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn) _______。

Answer 1

【答案】abcfghide 或 adefghibc 戊 甲 點(diǎn)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(yīng)生成的CO2 的裝置吸收了空氣中的 CO2 CO 與 Fe2O3反應(yīng)生成的 CO2 未被 NaOH完全吸收 稱取氧化鐵樣品的質(zhì)量，完全反應(yīng)并冷卻后再稱量剩余固體的總質(zhì)量。通過計算得氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，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?yàn)闅溲趸�鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，氫氧化鈉與一氧化碳不反應(yīng)，且洗氣應(yīng)“長進(jìn)短出”，然后通過濃硫酸除去一氧化碳中的水分，因?yàn)闈饬蛩峋哂形�水性，且不與一氧化碳反應(yīng)，然后一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)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(zhì)量，然后通過二氧化碳的質(zhì)量計算出氧化鐵的質(zhì)量，從而計算出鐵礦石的純度，因此裝置連接順序應(yīng)是abcfghide或adefghibc；

（2）反應(yīng)結(jié)束時還原出的鐵單質(zhì)高溫下還可以與O2反應(yīng)，所以應(yīng)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?yàn)橐谎趸�碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)結(jié)束時還要繼續(xù)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(hù)環(huán)境，所以將排出的CO點(diǎn)燃；

（4）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)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(zhì)量差來計算氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，測得二氧化碳的質(zhì)量越大，結(jié)果偏大，反之，就偏小；再結(jié)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(yīng)生成的CO2的裝置吸收了空氣中的CO2，會導(dǎo)致結(jié)果偏大；CO 與Fe2O3反應(yīng)生成的CO2未被 NaOH完全吸收，會導(dǎo)致結(jié)果偏��；若要消除誤差，可以通過測定玻璃管中固體在反應(yīng)前后的質(zhì)量差，來計算氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，具體如下：稱取氧化鐵樣品的質(zhì)量，完全反應(yīng)并冷卻后再稱量剩余固體的總質(zhì)量；通過計算得氧化鐵樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可。