Question

某化學興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應來探究煉鐵的原理，裝置如下圖a所示。請回答有關問題

（1）實驗開始時，應  ▲  （填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”），目的是  ▲  。
（2）實驗進行一段時間后，玻璃管A中出現的現象為    ▲  ，反應方程式為  ▲  。
（3）在一定條件下，除CO外，還有哪些物質可以還原Fe₂O₃ ▲ （請寫一物質的化學式）。
（4）為測定某赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質量分數（赤鐵礦石的主要成分是Fe₂O₃），該興趣小組利用圖b裝置，設計了如下實驗方案（裝置氣密性良好；赤鐵礦粉中雜質不參與反應；假設赤鐵礦粉樣品中的Fe₂O₃完全反應）：
①取礦物樣品并稱量該樣品的質量；    ②測出反應前試管B和管內物質總質量；
③測出反應后試管B和管內物質總質量； ④計算出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質量分數。
某同學認為：該實驗方案并不一定能準確測出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質量分數，理由是
  ▲  ，因此，該同學建議將試管B中澄清石灰水換成  ▲  濃溶液。
不改變裝置和藥品，你還可以通過測定 ▲  等數據，再通過計算得出赤鐵礦粉樣品中Fe₂O₃的質量分數。
（5）為防止實驗中尾氣對大氣的污染，請寫出處理尾氣的一種方法  ▲  。

Answer 1

（1）先通CO再加熱，除盡裝置內空氣以防止爆炸。（2）紅棕色固體逐漸變成黑色， 3CO+Fe₂O₃^高溫 2Fe+3CO₂。（3）H₂或C。（4）生成的二氧化碳氣體不一定被石灰水完全吸收，氫氧化鈉（或NaOH）。反應前玻璃管內樣品質量和反應后玻璃管內剩余固體的質量。（5）點燃或收集（其他合理答案均可）。

分析：（1）可燃性的氣體和助燃性的氣體混合 點燃時會發生爆炸；
（2）根據反應物生成物以及反應條件確定方程式及反應現象．
（3）具有還原性的物質有氫氣、碳、一氧化碳；
（4）要測定礦物中Fe₂O₃的質量分數，可以根據生成的二氧化碳的質量或是反應前后固體物質的質量差來進行計算．
（5）一氧化碳有毒，須進行尾氣處理；
解答：解：（1）一氧化碳具有可燃性和氧氣混合在點燃的條件下會發生爆炸，故答案為：先通CO再加熱、排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸，
（2）一氧化碳還原氧化鐵在加熱的條件下生成鐵和二氧化碳，氧化鐵是紅色粉末，鐵是黑色的粉末，故答案為：紅棕色固體逐漸變成黑色，3CO+Fe₂O₃^高溫2Fe+3CO₂．
（3）H₂或C或一氧化碳都具有還原性；故答案為：H₂或C．
（4）石灰水是氫氧化鈣的水溶液，氫氧化鈣是微溶于水的物質，故所含的溶質少，不一定能將生成的二氧化碳全部吸收，所以不一定能準確測出礦物中Fe₂O₃的質量分數，還可以設計實驗通過測定反應前后固體物質的質量差進行計算；故答案為：生成的二氧化碳氣體不一定被石灰水完全吸收、氫氧化鈉、反應前玻璃管內樣品質量和反應后玻璃管內剩余固體的質量
（5）由于一氧化碳有毒，必須進行尾氣處理，根據一氧化碳的性質可確定尾氣處理的方法；故答案為：點燃或收集