Question

11．小紅同學為了探究某冶煉廠赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)，設計了如圖所示的裝置進行實驗．

（1）玻璃管中發(fā)生的反應的化學方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe；
（2）小紅同學得到如下兩組數(shù)據(jù)（樣品質(zhì)量為10g，雜質(zhì)不參加反應）

	反應前	反應后
A組	玻璃管和赤鐵礦石樣品的質(zhì)量38.5g	玻璃管和固體物質(zhì)的質(zhì)量36.1g
B組	燒杯和澄清石灰水的質(zhì)量180.0g	燒杯和燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量185.6g

你認為他應該選用了A（填“A”或“B”）組數(shù)據(jù)來計算赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)為80%；結合裝置圖回答他不選用另一組數(shù)據(jù)計算的原因未能將生成的二氧化碳完全吸收；
（3）小蘭同學指出：從環(huán)保角度，上圖裝置有嚴重不足之處是：缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）只有熟悉反應物、生成物和反應條件，依據(jù)質(zhì)量守恒定律的兩個原則和化學方程式的書寫方法，就能寫出正確的化學方程式．
（2）A組實驗前后的質(zhì)量差為被還原的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，由此數(shù)據(jù)可準確計算出鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量及質(zhì)量分數(shù)；而B組實驗前后的質(zhì)量差為石灰水吸收二氧化碳的質(zhì)量，燒杯內(nèi)的石灰水可能會吸收空氣中二氧化碳而使質(zhì)量差出現(xiàn)較大偏差而影響計算結果；
（3）根據(jù)尾氣中含有一氧化碳來分析．

解答 解：（1）一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳．該反應的化學方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe．故填：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe；
（2）A組實驗中反應前后的質(zhì)量差為被還原的氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，由A組實驗數(shù)據(jù)可準確計算出鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量及質(zhì)量分數(shù)；而B組實驗中如果澄清石灰水吸收了空氣中的二氧化碳，可使得反應前后質(zhì)量差增大，影響根據(jù)二氧化碳質(zhì)量所計算的氧化鐵的質(zhì)量及其質(zhì)量分數(shù)，故不宜使用該組數(shù)據(jù)進行計算；
設氧化鐵的質(zhì)量為x，則
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe    固體減少
    160            112    160-112=48
     x                    38.5g-36.1g=2.4g
$\frac{160}{48}=\frac{x}{2.4g}$
x=8g
則赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{8g}{10g}×100%$=80%
故填：A；80%；未能將生成的二氧化碳完全吸收；
（3）尾氣中含有有毒的一氧化碳氣體，不能直接排放到空氣中，以防污染空氣，故填：缺少尾氣處理裝置．

點評 本題主要考查一氧化碳與氧化鐵反應實驗裝置、方程式的書寫、一氧化碳的化學性質(zhì)和污染，屬基礎性知識考查題．